【整理】Google代码风格(C++)——格式

from http://code.google.com/p/google-styleguide/
版本: 3.133

原作者:

• Benjy Weinberger
• Craig Silverstein
• Gregory Eitzmann
• Mark Mentovai
• Tashana Landray

翻译:

• YuleFox
• yospaly

项目主页:

• Google Style Guide
• Google 开源项目风格指南 - 中文版

PS: 可以对比 Linus的 《Linux内核代码风格》的C风格指南阅读，看看C和C++对风格的不同要求。

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格式

代码风格和格式确实比较随意, 但一个项目中所有人遵循同一风格是非常容易的. 个体未必同意下述每一处格式规则, 但整个项目服从统一的编程风格是很重要的, 只有这样才能让所有人能很轻松的阅读和理解代码.

另外, 我们写了一个 emacs 配置文件 来帮助你正确的格式化代码.

1. 行长度

Tip: 每一行代码字符数不超过 80.

我们也认识到这条规则是有争议的, 但很多已有代码都已经遵照这一规则, 我们感觉一致性更重要.

优点:
提倡该原则的人主张强迫他们调整编辑器窗口大小很野蛮. 很多人同时并排开几个代码窗口, 根本没有多余空间拉伸窗口. 大家都把窗口最大尺寸加以限定, 并且 80 列宽是传统标准. 为什么要改变呢?
缺点:
反对该原则的人则认为更宽的代码行更易阅读. 80 列的限制是上个世纪 60 年代的大型机的古板缺陷; 现代设备具有更宽的显示屏, 很轻松的可以显示更多代码.
结论:
80 个字符是最大值.
特例:

• 如果一行注释包含了超过 80 字符的命令或 URL, 出于复制粘贴的方便允许该行超过 80 字符.
• 包含长路径的 #include 语句可以超出80列. 但应该尽量避免.
• 头文件保护 可以无视该原则.

2. 非 ASCII 字符

Tip: 尽量不使用非 ASCII 字符, 使用时必须使用 UTF-8 编码.

即使是英文, 也不应将用户界面的文本硬编码到源代码中, 因此非 ASCII 字符要少用. 特殊情况下可以适当包含此类字符. 如, 代码分析外部数据文件时, 可以适当硬编码数据文件中作为分隔符的非 ASCII 字符串; 更常见的是 (不需要本地化的) 单元测试代码可能包含非 ASCII 字符串. 此类情况下, 应使用 UTF-8 编码, 因为很多工具都可以理解和处理 UTF-8 编码. 十六进制编码也可以, 能增强可读性的情况下尤其鼓励 —— 比如 “\xEF\xBB\xBF” 在 Unicode 中是 零宽度 无间断 的间隔符号, 如果不用十六进制直接放在 UTF-8 格式的源文件中, 是看不到的. (yospaly 注: “\xEF\xBB\xBF” 通常用作 UTF-8 with BOM 编码标记)

空格还是制表位

Tip: 只使用空格, 每次缩进 2 个空格.

我们使用空格缩进. 不要在代码中使用制符表. 你应该设置编辑器将制符表转为空格.

4. 函数声明与定义

Tip: 返回类型和函数名在同一行, 参数也尽量放在同一行.

函数看上去像这样:

ReturnType ClassName::FunctionName(Type par_name1, Type par_name2) {
    DoSomething();
    ...
}

如果同一行文本太多, 放不下所有参数:

ReturnType ClassName::ReallyLongFunctionName(Type par_name1,
                                             Type par_name2,
                                             Type par_name3) {
    DoSomething();
    ...
}

甚至连第一个参数都放不下:

ReturnType LongClassName::ReallyReallyReallyLongFunctionName(
        Type par_name1,  // 4 space indent
        Type par_name2,
        Type par_name3) {
    DoSomething();  // 2 space indent
    ...
}

注意以下几点:

• 返回值总是和函数名在同一行;
• 左圆括号总是和函数名在同一行;
• 函数名和左圆括号间没有空格;
• 圆括号与参数间没有空格;
• 左大括号总在最后一个参数同一行的末尾处;
• 右大括号总是单独位于函数最后一行;
• 右圆括号和左大括号间总是有一个空格;
• 函数声明和实现处的所有形参名称必须保持一致;
• 所有形参应尽可能对齐;
• 缺省缩进为 2 个空格;
• 换行后的参数保持 4 个空格的缩进;

如果函数声明成 const, 关键字 const 应与最后一个参数位于同一行:=

// Everything in this function signature fits on a single line
ReturnType FunctionName(Type par) const {
  ...
}

// This function signature requires multiple lines, but
// the const keyword is on the line with the last parameter.
ReturnType ReallyLongFunctionName(Type par1,
                                  Type par2) const {
  ...
}

如果有些参数没有用到, 在函数定义处将参数名注释起来:

// Always have named parameters in interfaces.
class Shape {
 public:
  virtual void Rotate(double radians) = 0;
}

// Always have named parameters in the declaration.
class Circle : public Shape {
 public:
  virtual void Rotate(double radians);
}

// Comment out unused named parameters in definitions.
void Circle::Rotate(double /*radians*/) {}
Warning

// Bad - if someone wants to implement later, it's not clear what the
// variable means.
void Circle::Rotate(double) {}

5. 函数调用

Tip: 尽量放在同一行, 否则, 将实参封装在圆括号中.

函数调用遵循如下形式:

bool retval = DoSomething(argument1, argument2, argument3);

如果同一行放不下, 可断为多行, 后面每一行都和第一个实参对齐, 左圆括号后和右圆括号前不要留空格:

bool retval = DoSomething(averyveryveryverylongargument1,
                          argument2, argument3);

如果函数参数很多, 出于可读性的考虑可以在每行只放一个参数:

bool retval = DoSomething(argument1,
                          argument2,
                          argument3,
                          argument4);

如果函数名非常长, 以至于超过 行最大长度, 可以将所有参数独立成行:

if (...) {
  ...
  ...
  if (...) {
    DoSomethingThatRequiresALongFunctionName(
        very_long_argument1,  // 4 space indent
        argument2,
        argument3,
        argument4);
  } 

6. 条件语句

Tip: 倾向于不在圆括号内使用空格. 关键字 else 另起一行.

对基本条件语句有两种可以接受的格式. 一种在圆括号和条件之间有空格, 另一种没有.

最常见的是没有空格的格式. 哪种都可以, 但 保持一致性. 如果你是在修改一个文件, 参考当前已有格式. 如果是写新的代码, 参考目录下或项目中其它文件. 还在徘徊的话, 就不要加空格了.

if (condition) {  // no spaces inside parentheses
  ...  // 2 space indent.
} else {  // The else goes on the same line as the closing brace.
  ...
}

如果你更喜欢在圆括号内部加空格:

if ( condition ) {  // spaces inside parentheses - rare
  ...  // 2 space indent.
} else {  // The else goes on the same line as the closing brace.
  ...
}

注意所有情况下 if 和左圆括号间都有个空格. 右圆括号和左大括号之间也要有个空格:

Warning

if(condition)     // Bad - space missing after IF.
if (condition){   // Bad - space missing before {.
if(condition){    // Doubly bad.
if (condition) {  // Good - proper space after IF and before {.

如果能增强可读性, 简短的条件语句允许写在同一行. 只有当语句简单并且没有使用 else 子句时使用:

if (x == kFoo) return new Foo();
if (x == kBar) return new Bar();

如果语句有 else 分支则不允许:
Warning

// Not allowed - IF statement on one line when there is an ELSE clause
if (x) DoThis();
else DoThat();

通常, 单行语句不需要使用大括号, 如果你喜欢用也没问题; 复杂的条件或循环语句用大括号可读性会更好. 也有一些项目要求 if 必须总是使用大括号:

if (condition)
  DoSomething();  // 2 space indent.

if (condition) {
  DoSomething();  // 2 space indent.
}

但如果语句中某个 if-else 分支使用了大括号的话, 其它分支也必须使用:
Warning

// Not allowed - curly on IF but not ELSE
if (condition) {
    foo;
} else
    bar;

// Not allowed - curly on ELSE but not IF
if (condition)
    foo;
else {
    bar;
}
// Curly braces around both IF and ELSE required because
// one of the clauses used braces.
if (condition) {
  foo;
} else {
  bar;
}

7. 循环和开关选择语句

Tip: switch 语句可以使用大括号分段. 空循环体应使用 {} 或 continue.

switch 语句中的 case 块可以使用大括号也可以不用, 取决于你的个人喜好. 如果用的话, 要按照下文所述的方法.

如果有不满足 case 条件的枚举值, switch 应该总是包含一个 default 匹配 (如果有输入值没有 case 去处理, 编译器将报警). 如果 default 应该永远执行不到, 简单的加条 assert:

switch (var) {
  case 0: {  // 2 space indent
    ...      // 4 space indent
    break;
  }
  case 1: {
    ...
    break;
  }
  default: {
    assert(false);
  }
}

空循环体应使用 {} 或 continue, 而不是一个简单的分号.

while (condition) {
  // Repeat test until it returns false.
}
for (int i = 0; i < kSomeNumber; ++i) {}  // Good - empty body.
while (condition) continue;  // Good - continue indicates no logic.

Warning

while (condition);  // Bad - looks like part of do/while loop.

8. 指针和引用表达式

Tip: 句点或箭头前后不要有空格. 指针/地址操作符 (*, &) 之后不能有空格.

下面是指针和引用表达式的正确使用范例:

x = *p;
p = &x;
x = r.y;
x = r->y;

注意:
- 在访问成员时, 句点或箭头前后没有空格.
- 指针操作符 * 或 & 后没有空格.

在声明指针变量或参数时, 星号与类型或变量名紧挨都可以:

// These are fine, space preceding.
char *c;
const string &str;

// These are fine, space following.
char* c;    // but remember to do "char* c, *d, *e, ...;"!
const string& str;
Warning

char * c;  // Bad - spaces on both sides of *
const string & str;  // Bad - spaces on both sides of &

在单个文件内要保持风格一致, 所以, 如果是修改现有文件, 要遵照该文件的风格.

9. 布尔表达式

Tip: 如果一个布尔表达式超过 标准行宽, 断行方式要统一一下.

下例中, 逻辑与 (&&) 操作符总位于行尾:

if (this_one_thing > this_other_thing &&
    a_third_thing == a_fourth_thing &&
    yet_another & last_one) {
  ...
}

注意, 上例的逻辑与 (&&) 操作符均位于行尾. 可以考虑额外插入圆括号, 合理使用的话对增强可读性是很有帮助的.

10. 函数返回值

Tip: return 表达式中不要用圆括号包围.

函数返回时不要使用圆括号:

return x;  // not return(x);

11. 变量及数组初始化

Tip： 用 = 或 () 均可.

在二者中做出选择; 下面的方式都是正确的:

int x = 3;
int x(3);
string name("Some Name");
string name = "Some Name";

12. 预处理指令

Tip: 预处理指令不要缩进, 从行首开始.

即使预处理指令位于缩进代码块中, 指令也应从行首开始.

// Good - directives at beginning of line
  if (lopsided_score) {
#if DISASTER_PENDING      // Correct -- Starts at beginning of line
    DropEverything();
#endif
    BackToNormal();
  }

Warning

// Bad - indented directives
  if (lopsided_score) {
    #if DISASTER_PENDING  // Wrong!  The "#if" should be at beginning of line
    DropEverything();
    #endif                // Wrong!  Do not indent "#endif"
    BackToNormal();
  }

13. 类格式

Tip: 访问控制块的声明依次序是 public:, protected:, private:, 每次缩进 1 个空格.

类声明 (对类注释不了解的话, 参考 类注释) 的基本格式如下:

class MyClass : public OtherClass {
 public:      // Note the 1 space indent!
  MyClass();  // Regular 2 space indent.
  explicit MyClass(int var);
  ~MyClass() {}

  void SomeFunction();
  void SomeFunctionThatDoesNothing() {
  }

  void set_some_var(int var) { some_var_ = var; }
  int some_var() const { return some_var_; }

 private:
  bool SomeInternalFunction();

  int some_var_;
  int some_other_var_;
  DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(MyClass);
};

注意事项:

• 所有基类名应在 80 列限制下尽量与子类名放在同一行.
• 关键词 public:, protected:, private: 要缩进 1 个空格.
• 除第一个关键词 (一般是 public) 外, 其他关键词前要空一行. 如果类比较小的话也可以不空.
• 这些关键词后不要保留空行.
• public 放在最前面, 然后是 protected, 最后是 private.
• 关于声明顺序的规则请参考 声明顺序 一节.

14. 初始化列表

Tip: 构造函数初始化列表放在同一行或按四格缩进并排几行.

下面两种初始化列表方式都可以接受:

 // When it all fits on one line:
MyClass::MyClass(int var) : some_var_(var), some_other_var_(var + 1) {

或

 // When it requires multiple lines, indent 4 spaces, putting the colon on
// the first initializer line:
MyClass::MyClass(int var)
    : some_var_(var),             // 4 space indent
      some_other_var_(var + 1) {  // lined up
  ...
  DoSomething();
  ...
} 

15. 名字空间格式化

Tip: 名字空间内容不缩进.

名字空间 不要增加额外的缩进层次, 例如:

namespace {

void foo() {  // Correct.  No extra indentation within namespace.
  ...
}

}  // namespace

不要缩进名字空间:
Warning

namespace {

  // Wrong.  Indented when it should not be.
  void foo() {
    ...
  }

}  // namespace 

16. 水平留白

Tip: 水平留白的使用因地制宜. 永远不要在行尾添加没意义的留白.

常规:

void f(bool b) {  // Open braces should always have a space before them.
  ...
int i = 0;  // Semicolons usually have no space before them.
int x[] = { 0 };  // Spaces inside braces for array initialization are
int x[] = {0};    // optional.  If you use them, put them on both sides!
// Spaces around the colon in inheritance and initializer lists.
class Foo : public Bar {
 public:
  // For inline function implementations, put spaces between the braces
  // and the implementation itself.
  Foo(int b) : Bar(), baz_(b) {}  // No spaces inside empty braces.
  void Reset() { baz_ = 0; }  // Spaces separating braces from implementation.
  ...

添加冗余的留白会给其他人编辑时造成额外负担. 因此, 行尾不要留空格. 如果确定一行代码已经修改完毕, 将多余的空格去掉; 或者在专门清理空格时去掉（确信没有其他人在处理). (yospaly 注: 现在大部分代码编辑器稍加设置后, 都支持自动删除行首/行尾空格, 如果不支持, 考虑换一款编辑器或 IDE)

循环和条件语句:

if (b) {          // Space after the keyword in conditions and loops.
} else {          // Spaces around else.
}
while (test) {}   // There is usually no space inside parentheses.
switch (i) {
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
switch ( i ) {    // Loops and conditions may have spaces inside
if ( test ) {     // parentheses, but this is rare.  Be consistent.
for ( int i = 0; i < 5; ++i ) {
for ( ; i < 5 ; ++i) {  // For loops always have a space after the
  ...                   // semicolon, and may have a space before the
                        // semicolon.
switch (i) {
  case 1:         // No space before colon in a switch case.
    ...
  case 2: break;  // Use a space after a colon if there's code after it.

操作符:

x = 0;              // Assignment operators always have spaces around
                    // them.
x = -5;             // No spaces separating unary operators and their
++x;                // arguments.
if (x && !y)
  ...
v = w * x + y / z;  // Binary operators usually have spaces around them,
v = w*x + y/z;      // but it's okay to remove spaces around factors.
v = w * (x + z);    // Parentheses should have no spaces inside them.

模板和转换:

vector<string> x;           // No spaces inside the angle
y = static_cast<char*>(x);  // brackets (< and >), before
                            // <, or between >( in a cast.
vector<char *> x;           // Spaces between type and pointer are
                            // okay, but be consistent.
set<list<string> > x;       // C++ requires a space in > >.
set< list<string> > x;      // You may optionally make use
                            // symmetric spacing in < <.

17. 垂直留白

Tip: 垂直留白越少越好.

这不仅仅是规则而是原则问题了: 不在万不得已, 不要使用空行. 尤其是: 两个函数定义之间的空行不要超过 2 行, 函数体首尾不要留空行, 函数体中也不要随意添加空行.

基本原则是: 同一屏可以显示的代码越多, 越容易理解程序的控制流. 当然, 过于密集的代码块和过于疏松的代码块同样难看, 取决于你的判断. 但通常是垂直留白越少越好.

Warning

函数首尾不要有空行

void Function() {

  // Unnecessary blank lines before and after

}

Warning

代码块首尾不要有空行

while (condition) {
  // Unnecessary blank line after

}
if (condition) {

  // Unnecessary blank line before
}

if-else 块之间空一行是可以接受的:

if (condition) {
  // Some lines of code too small to move to another function,
  // followed by a blank line.

} else {
  // Another block of code
}

译者 (YuleFox) 笔记

1. 对于代码格式, 因人, 系统而异各有优缺点, 但同一个项目中遵循同一标准还是有必要的;
2. 行宽原则上不超过 80 列, 把 22 寸的显示屏都占完, 怎么也说不过去;
3. 尽量不使用非 ASCII 字符, 如果使用的话, 参考 UTF-8 格式 (尤其是 UNIX/Linux 下, Windows 下可以考虑宽字符), 尽量不将字符串常量耦合到代码中, 比如独立出资源文件, 这不仅仅是风格问题了;
4. UNIX/Linux 下无条件使用空格, MSVC 的话使用 Tab 也无可厚非;
5. 函数参数, 逻辑条件, 初始化列表: 要么所有参数和函数名放在同一行, 要么所有参数并排分行;
6. 除函数定义的左大括号可以置于行首外, 包括函数/类/结构体/枚举声明, 各种语句的左大括号置于行尾, 所有右大括号独立成行;
7. ./-> 操作符前后不留空格, */& 不要前后都留, 一个就可, 靠左靠右依各人喜好;
8. 预处理指令/命名空间不使用额外缩进, 类/结构体/枚举/函数/语句使用缩进;
9. 初始化用 = 还是 () 依个人喜好, 统一就好;
10. return 不要加 ();
11. 水平/垂直留白不要滥用, 怎么易读怎么来.
12. 关于 UNIX/Linux 风格为什么要把左大括号置于行尾 (.cc 文件的函数实现处, 左大括号位于行首), 我的理解是代码看上去比较简约, 想想行首除了函数体被一对大括号封在一起之外, 只有右大括号的代码看上去确实也舒服; Windows 风格将左大括号置于行首的优点是匹配情况一目了然.