使用变量的一般事项

注：希望我的读书笔记能带你翻过20页的书 

本章主要讨论变量的一些使用事项，看似非常基础，但你是否真有“好的使用习惯”？不妨来看看。

1. 在声明变量的时候就应该初始化

这告诉我们应该把int count换成int count = 0，把short *pointer换成short *pointer = 0。有些语言，比如VB不支持声明的时候就初始化，那就在变量声明的下一句就给赶紧给它赋个值吧！当变量是对象时，则要确保这个对象被合理地初始化了，在类中要定义构造函数（最好有个默认的构造函数）。

 

2. 能使用const的地方，就尽量用const

(1)     定名常量用const

一些常量，比如一年中月份的个数，可以这样定义：const int MONTH_AMOUNT = 12，这就是定义定名常量的方法，它比#define MONTH_AMOUNT 12 要好，因为用定名常量的方法可以让编译器再把把关，比如const int MONTH_AMOUNT = 12.0时编译器会给出警告，而宏定义则失去了编译器的帮助。

 

(2)     函数中包含引用的参数，也尽量使用const

比如两数相加的函数int add(int& firstNumber, int& secondNumber)，如果调用函数是add(3, 5)就会报编译错，而int add(const int& firstNumber, const int& secondNumber)则不会这样，因为非const引用参数必须要附着到与之类型完全匹配而且也要是非const的变量上，而const引用参数的约束则变弱，既可以附着同类型的非const变量，也要以附着同类型的const变量，甚至包括常量。

 

(3)     指针const

指针的const分成两种，即指向常量的指针和常量指针，这可是出笔试题喜欢问到的地方。指向常量的指针要求指针指向的值不改变，比如const int* p = &a，这之后再有*p = 5就会报错，因为不允许改变指针所指向的值。常量指针要指针本身指向不能改变，比如int* const p = &a，这之后再有p = &b，就会报错，因为指针的指向不能变化了。还有这两种情况的混合体，比如const int* const p = &a，这时就要求指针指向以及指向的值同时都不能改变，称为指向常量的常量指针，比较绕口，不过理解意思就行了。这里还有一个比较tricky的地方，好像是今年中兴的考师，int const *p是上面的哪种情况？哈哈，是不是绕晕了，这其实是指向常量的指针。方法是看const与谁离的近，当表示指向常量的指针时，const后面出现的是*p（表示值为常量），而当表示常量指针时，const后面出现的是p（表示指针本身是常量），也就是看*与const的相对位置关系。

 

(4)     当类的成员函数不改变类成员变量的，也尽量在其后放置const

比如

1 class A2 {3 private:4 int a;5 public:6 void print() const;7 };

 

当print只是去打印而不改变类的成员变量时，就可以在其后放置const，防止误操作修改了成员变量。

总而言之，const防止变量（包括指针变量）被修改，同时也会降低对使用的约束要求。

 

3. 尽量使用小的变量作用域

变量的作用域是指变量有效的范围，由小到大依次分为块作用域，函数作用域，类作用域和全局作用域。

 

块作用域比如下面的i，它只存在于for循环内，比如：

1 for(int i = 0; i < 10; ++i)2 {…}3 i = 3; // 这句话编译器报错，因为这时候编译器已经不认识i了。

 

 

函作用域是指变量只在函数范围内有效，比如：

1 void fun(int a, int b) 2 { 3 int c = 3; 4 … 5 } 6 int main() 7 { 8 … 9 fun(5, 6);10 a = 3; // 编译器报错11 c = 5; // 编译器报错，因为这时候编译器已经不认识a和c了。12 }

 

 

类作用域是指变量在整个类范围内都是有效的，比如：

1 class A 2 { 3     int a; 4 public: 5     void setA(int t) 6     { 7          a = t; // 有效，类作用域 8     } 9     int getA()10     {11      return a; // 有效，类作用域12     }13 }

 

但在类外a就不能直接引用了。

 

全局作用域是最广的，它在自它声明位置起，到本文件结束，都可以使用它。比如：

1 int a = 3; 2  3 int main() 4 { 5          cout << a << endl; // 有效 6 } 7  8   9 void fun()10 {11          int b = a + 3; // 有效，b = 612 }

 

注意这里使用全局的a都是OK的，但若局部再定义相同的a，比如把fun()改成：

1 void fun()2 {3          int a = 5;4          int b = a + 3;// 有效，b = 85 }

 

可以看到，局部变量会屏蔽掉全局变量。另外，全局数据尽量不要使用，因为这不是线程安全的（无法承受多个线程对之读写），也会破坏程序的模块性，不利于封装和重构。

本书说到一个很重要的知识点，就是作用域提升的问题，存在这样一种现象，那就是将小作用域提升至大作用域时，需要改动的地方会很少（比如将块作用域提升至函数作用域，只要把变量i拿到for循环的外面就行了），但反过来，将大作用域减少至小作用域时，需要改动的地方就会很多，还是用这个例子，假定i在for循环外面定义了：

1 int i = 0;2 3 for(i = 0; i < 10; ++i)4 {…}5 6 i = 3;

 

这时候看似再把i放到for循环里面就OK了，但这样做编译器会报错，因为for的下面还有对i的使用，要把下面用到i的地方统统修改，可见会很麻烦！

大型的程序常常需要修改，变量作用域时有更新，因此在初次编写的时候，尽量用小的作用域！这样扩展至大作用域时会轻松很多。

 

4. 尽量使变量的生存时间减小

变量的生存时间是指其有效期，比如对于for循环块：

1 for(int i =0; i < 3; ++i){…}

变量i只在for循环内生存，一旦出了for循环i就不能使用了（现在VS都是这样处理的，但老版本的VC6.0却认为i的生存时间自此开始，直到程序尾）。

又如函数内

1 void fun(){
   int a = 3;…}

 变量a只在函数内生存，一旦出了函数，a的“生命”就结束了，也就不能使用了。

相信读者读到这里，心里肯定有疑惑，变量生存时间不是与作用域差不多嘛！确实，很多情况下（比如前面两个例子），变量的生存时间与变量的作用域刚好重合，但两者其实不是等价的，两者是这样一种关系：变量的生存时间≥变量的作用域。我再举个例子，比如有这样一个函数：

1 void f()2 {3          static int s = 3;4          …5 }

 

现在问你，s的作用域是什么，生存时间又是什么？作用域你一般不会答错，就是这个函数内，在函数外使用s会使编译器报错；但s的生存时间不是你想像的，s生存时间很长，从程序开始时就在了，因为在静态变量与一般的变量是分开存储的，静态变量和全局变量存在于内存空间的全局数据区，这里面的数据是不会随着f()的结束而消亡的——它们一直都在，直到这个程序终止。又如：

1 void fp()2 {3          int *p = new int(3);4 }

 

p在函数结束后的生命就结束了，作用域也限定在fp()函数内，但p所指向的一个字节的内存空间（这一个字节存的是整型的3）却一直存在，直到程序运行结束后被操作系统回收。为什么会这样呢？因为new是在堆上分配的空间，除非对其delete，堆上的内存是不会随着子函数的消亡而回收的。那为什么p会消亡？因为p只是对这一块内存的引用，它生存在栈上。事实上，除静态变量以外的局部变量的都位于内存空间中的栈上，函数调用的开始和结束会伴随着一系列的栈变量弹出与栈变量压入，局部变量的这一系列的操作中会诞生和消亡。

管理代码时最头疼的问题是一下子要关注很多“还活着”的变量，所以说“尽量使变量的生存时间减小”，这样我们都会用更集中的精力来对付更重要的变量。因此，个人觉得C++在这个方面做的比C要好，C要求在函数的开头就要给出变量的声明，在后面才能使用，但往往自其声明到使用，会相隔很长很长，它出生的太早了！

上面说了那么多，我其实只想表达“变量的作用域尽量短，生存时间也尽量短”，本书提供了以下四种方法：

(1)     在循环开始之前再去初始化该循环里使用的变量，而不是在该循环所属的子程序的开始处初始化这些变量；

(2)     把相关语句放在一起；

(3)     把相关语句提取成单独的子程序；

(4)     开始时采用最短的作用域与生存时间，然后根据需要扩展。

 

5. 选择适合的绑定时间

学过多态的同学知道“绑定”这个词，有“早绑定”与“迟绑定”之分，早绑定发生在编译的时候，而迟绑定则发生在运行的时候。

像int a = 12或者int a = MONTH_AMOUNT（其中MONTH_AMOUNT是之前定义的具名常量），就是在编译期绑定好的，即将12这个数值与a绑定在一起。而int a = getMonthAmount()则发生在运行时，只有到程序执行到这一句时，才知道返回值是什么，所以a只有在这个时候才与函数的返回值发生绑定。早绑定简单但机械，而迟绑定复杂却灵活，比如多态就可以根据不同的对象采取作出不同的行为。到底使用什么样的绑定方式，则根据你的需要。但有一点，int a = MONTH_AMOUNT显然要优于int a = 12，12在这里是magic number（莫名其妙冒出来的值），但用MONTH_AMOUNT去代替12无疑增加了可读性，也便于修改。

 

6. 为变量指定单一用途

一句话，一个变量就做一件事，比如pageCount表示已经打印的纸的数量，但有的程序员会了节省变量，用pageCount = -1表示打印时出错，这个从原理上来说行的通，因为pageCount的只可能取大于等于0的正整数，-1在这里相当于哨兵了，表征打印出错。但这样做其实不好，完全可以用printStatus来单独作哨兵。最好还是让pageCount做它本来该做的事——计算打印纸数量。

 

最后总结一下这几个要点：

(1)     变量声明的时候就初始化，若是对象，则提供一个至少含有默认构造函数的类；

(2)     能用const的地方尽量用const；

(3)     应使变量作用域尽量窄，生存时间尽量短；

(4)     选择合适的变量与值的绑定方式；

(5)     把每个变量用于唯一的用途。

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