Imperfect C++读书笔记(二):前置条件、后置条件和不变式

一、定义

前置条件:指函数履行其契约所必须满足的条件,即此函数可以执行的必须满足的条件。
后置条件:指函数执行完毕后,返回之前哪些条件是调用者可以期望的。
DbC:Design by Contract,契约式设计。
类不变式:一个或一组条件式,对于一个处于良好定义状态的对象总是真的。

二、举例说明

比如说,定义了一个时间类CDayTime,如下:
class CDayTime
{
public:

  int AddTime(int iSeconds);

private:
  void *m_pUser;
  int m_iHour;
  int m_iMinute;
  int m_iSecond;
};

此类很简单,提供一个函数可以增加秒数,然后更新类的成员变量。然后此类保持一个使用者的指针。

类的不变式,就是使此类状态有效的条件,我们可以定义一个成员函数来表示:
bool CDayTime::IsValid()
{
  if (m_iHour < 0 || m_iHour > 23) return false;

  if (m_iMinute < 0 || m_iMinute > 59) return false;

  if (m_iSecond < 0 || m_iSecond > 59) return false;

  return true;
}

AddTime的前置条件可以如下:
assert(m_pUser != NULL);
前置条件并不是对输入参数的检查,而是对内部状态的检查,对某一些必须满足的条件的检查。

AddTime的后置条件可以如下:
assert(iRet != 0);
iRet表示函数的返回值,返回值不为0,表示失败。
后置条件是对函数返回值,或返回参数的一个期望,并不能去判断内部状态是否达到了正确的结果,也就是说CDayTime计算的结果是否正确,不能用后置条件来判断。

三、基于RAII的自动化检查

RAII(Resource Acquisition Is Initialization,资源获取即初始化),对象的初始化(构造函数调用)包含对它所要管理的资源的获取操作。隐含的意思:对象的析构(析构函数的调用)会自动引发资源的释放(RRID)。
如下,定义自动化检查不变性的类:
class CheckInvariant
{
public:
  CheckInvariant(CDayTime *pTime)
  : m_pTime(pTime)
  {
    assert(m_pTime->IsValid());
  }

  ~CheckInvariant()
  {
    assert(m_pTime->IsValid());
  }

private:
  CDayTime *m_pTime;
}

放在AddTime中使用时,如下:
int CDayTime::AddTime(int iSeconds)
{
  CCheckInvariant oCheck(this);
  int iRet;
  //计算

  return iRet;
}
这样就保证了在函数进入和函数返回时都检查不变性。类的不变性函数中一般不放置assert,而是在外部调用处放置。

四、实际使用时加上编译选项

为了在实际中方便的去掉和增加这些检查机制,应该增加编译选项,且与_DEBUG或NDEBUG不一样。
int CDayTime::AddTime(int iSeconds)
#ifdef ENABLE_DBC
{    
    assert(m_pUser != NULL);    
    CCheckInvariant oCheck(this);    
    int iRet = uncheck_AddTime(iSeconds);    
    assert(iRet != 0);    
    return iRet;
}

int CDayTime::uncheck_AddTime(int iSeconds)
#endif
{    
    int iRet;    
    //计算    
    return iRet;
}


五、小结

一般在编程初期使用,开启这些检查机制,发行版中去掉。

你可能感兴趣的:(C++-Template)