C语言编程常见问题分析

C语言编程常见问题分析
C语言中的一般语法和一些编程技巧在很多书里都讲过了，下面主要讲一些别的书很少讲到、但是又非常重要的问题。这些都是作者在编程过程中总结出的一些经验教训，可以说职业程序员每天编程时都要遇到这些问题。

1.2.1 参数校验问题

在C语言的函数中，一般都要对函数的参数进行校验，但是有些情况下不在函数内进行校验，而由调用者在外部校验，到底什么情况下应该在函数内进行校验，什么情况下不需要在函数内进行校验呢？下列原则可供读者参考。
1) 对于需要在大的循环里调用的函数，不需要在函数内对参数进行校验。
例如链表的逐个遍历函数 void *List_EnumNext(LIST *pList)。
在链表的逐个遍历函数里，要不要对pList参数的合法性进行校验呢？答案是否定的。为什么呢？因为链表的逐个遍历函数通常是要在一个循环里使用的，比如一个链表有10 000个节点，逐个遍历就要遍历10 000次。如果上面的函数对参数pList进行了校验，那么对整个链表的逐个遍历过程将校验10 000次，不如由调用者在调用函数前校验一次就够了。因此，像这种可能频繁地被调用，且在外面校验只要校验一次就够的函数参数是不需要在函数内部进行校验的。
2) 底层的函数调用频度都比较高，一般不校验。
3) 对于调用频度低的函数，参数要校验。
4) 执行时间开销很大的函数，在参数校验相对整个函数来讲占的比例可以忽略不计的情况下，一般最好对函数参数进行校验。
5) 可以大大提升软件的稳定性时，函数参数要进行校验。

1.2.2 return语句的问题

在函数里，使用return语句可能也是一个值得探讨的问题。有些人认为应该让函数的出口尽量的少，因此要减少return语句的使用；特别是在函数中有分配资源操作时，在之后的每个return语句里都需要进行对应的释放操作，在编程时很容易出现遗漏而出现资源泄漏。但是我们也知道，如果要减少return语句，又会带来另外一些问题。首先，很多情况下要减少return语句会增加编程的难度；其次，有时候减少了return语句又使得大括号嵌套的层数增加不少，使得代码行长度增加不少，很容易因超过80字符而使得代码阅读困难。
那么，到底什么情况下可以减少return语句，什么情况下又不能减少return语句呢？下列原则供读者参考。
1) 对参数进行校验，校验失败，一般要使用return语句，这样做可使程序逻辑清晰，阅读也方便，又减少了大括号嵌套的层数。
2) 对于函数内部的不同出错情况，要有不同的return语句；否则对外部调用者来说，无法区分出错的真正原因。
3) 对于函数内部的同类出错情况，尽量只使用一个return语句，即尽量不要让两个return语句返回相同的返回值。

1.2.3 while循环和for循环的问题

1. 两种循环在构造死循环时的区别
用while构造死循环时，一般会使用while(TRUE)来构造死循环；而用for来构造死循环时，则使用for(;;)来构造死循环。这两个死循环的区别是：while循环里的条件被看成表达式，因此，当用while构造死循环时，里面的TRUE实际上被看成永远为真的表达式，这种情况容易产生混淆，有些工具软件如PC-Lint就会认为出错了，因此构造死循环时，最好使用for(;;)来进行。
2. 两种循环在普通循环时的区别
对一个数组进行循环时，一般来说，如果每轮循环都是在循环处理完后才讲循环变量增加的话，使用for循环比较方便；如果循环处理的过程中就要将循环变量增加时，则使用while循环比较方便；还有在使用for循环语句时，如果里面的循环条件很长，可以考虑用while循环进行替代，使代码的排版格式好看一些。

1.2.4 if语句的多个判断问题

在对参数进行校验时，经常需要校验函数的几个参数，是对每个参数都使用一个单独的if语句进行一次校验，还是多个语句都放在一个if语句里用逻辑或运算来进行校验呢？还是用实例来说明吧。
例1-1 参数校验举例。
TABLE *CreateTable1( int nRow，int nCol )
{
if ( nRow > MAX_ROWS )
{
return NULL；
}
if ( nCol >= MAX_COLS )
{
return NULL；
}
……
}
TABLE *CreateTable2( int nRow，int nCol )
{
if ( nRow > MAX_ROWS || nCol >= MAX_COLS )
{
return NULL；
}
……
}
在CreateTable1()和CreateTable2()两个函数中，到底哪个写法更好呢？答案是第二种写法更优。为什么呢？因为第二种写法中，少了一个return语句，编译后，执行代码会比第一种写法小，执行时耗用的内存自然少了，其他方面的性能都是一样的。有兴趣的读者可以将上面两段代码反汇编出来分析一下。

1.2.5 goto语句问题

goto语句在结构化编程技术出来后，被当作破坏结构化程序的典型代表，可以说，在结构化程序设计年代，goto语句就像洪水猛兽一样，程序员都唯恐避之不及；可后来在微软的一些例子程序中经常把goto语句用来处理出错，当出错时，goto到函数要退出的一个label那里进行资源释放等操作。那么，goto语句是不是只可以用于出错处理，其他地方都不可以用了呢？下列关于使用goto语句的原则可以供读者参考。
1) 使用goto语句只能goto到同一函数内，而不能从一个函数里goto到另外一个函数里。
2) 使用goto语句在同一函数内进行goto时，goto的起点应是函数内一段小功能的结束处，goto的目的label处应是函数内另外一段小功能的开始处。
3) 不能从一段复杂的执行状态中的位置goto到另外一个位置，比如，从多重嵌套的循环判断中跳出去就是不允许的。

1.2.6 switch …case 和if … else if 的效率区别

许多有关C语言的书中都说过，switch … case 的效率比if … else if 的效率高。其实这个结论并不完全正确，关键看实际代码，少数情况下，if…else if写法如果得当的话，它的效率是高于switch…case的。
例1-2 if…else if语句测试举例。
void TestIfElse()
{
unsigned int x ；
srand( 1 )； /* 初始化随机数发生器 */
x = rand() % 100；
if ( x == 0 )
{
……
}
else if ( x == 1 )
{
……
}
else
{
……
}
}
x为0～100范围内的随机数，当x不为0和1时执行else分支，因此上面函数有98%的概率是执行else分支的，而执行if分支和else if分支的概率各为1%。在执行else分支时，要先执行if判断语句，再执行else if判断语句后才会执行else分支里的内容。因此执行else分支需要进行两次判断。如果我们按下列方式将else分支的执行改成放到if里面去执行，则效率将大大提高。
void TestIfElse( )
{
unsigned int x ；
srand( 1 )； /* 初始化随机数发生器 */
x = rand() % 100；
if ( x > 1 )
{
……
}
else if ( x == 0 )
{
……
}
else
{
……
}
}
如果上面的代码用switch...case来实现，则效率不如上面的函数，读者可以试验一下。