軟件編程低級錯誤：表達式

2023/2/1C語言軟件編程規(guī)范工作組公司常見軟件編程低級錯誤：表達式前言這套材料作為編程規(guī)范的輔助材料，幫助大家理解編程規(guī)范背后的原理。C和C++語言是我司的主流編程語言，然而C/C++具有很多強大的語言特性，從而導致C/C++非常復雜，使得代碼更容易出現(xiàn)BUG、難以閱讀和維護。業(yè)界知名的編程規(guī)范都對C/C++容易出現(xiàn)問題的語言特性進行管理。例如MISRA（汽車工業(yè)軟件可靠性聯(lián)合會）制定的1998版的MISRAC規(guī)范指出，一些在C看來可以接受，卻存在隱患的地方有127處之多。2004版的MISRAC規(guī)范將針對C語言的規(guī)則增加到了141條。對于程序員來說，能工作的代碼并不等于“好”代碼?！昂谩贝a的指標很多，包括可讀性、可維護性、可移植性和可靠性等。出現(xiàn)網(wǎng)上問題的代碼，大多數(shù)是不良編程習慣引起的。不遵守編程規(guī)范的代碼，往往也是最不可靠的代碼。本膠片收集了常見的表達式案例，給出了相應的糾正措施。對應的編程規(guī)范：表達式的值在標準所允許的任何運算次序下都應該是相同的；用括號明確表達式的操作順序，避免過分依賴默認優(yōu)先級表達式使用默認優(yōu)先級：規(guī)則【規(guī)則】ISO9899:1990的6.5.4節(jié)對使用括號的建議：1.一元運算符，不需要使用括號

x=~a; /*一元運算符，不需要括號*/x=-a; /*一元運算符，不需要括號*/2.二元以上運算符，如果涉及多種運算符，則應該使用括號x=a+b+c; /*運算符相同，不需要括號*/x=f(a+b,c) /*運算符相同，不需要括號*/if(a&&b&&c) /*運算符相同，不需要括號*/x=(a*3)+c+d;/*運算符不同，需要括號*/x=(a==b)?a:(a–b);/*運算符不同，需要括號*/3.即使所有運算符都是相同的，如果涉及類型轉(zhuǎn)換或者量級提升，也應該使用括號控制計算的次序以下代碼將3個浮點數(shù)相加：f4=f1+f2+f3;/*除了逗號(,)，邏輯與(&&)，邏輯或(||)之外，C標準沒有規(guī)定同級運算符是從左還是從右開始計算，以上表達式存在2種計算次序：f4=(f1+f2)+f3或f4=f1+(f2+f3)，浮點數(shù)計算過程中可能四舍五入，量級提升，計算次序的不同會導致f4的結果不同，以上表達式在不同編譯器上的計算結果可能不一樣，建議增加括號明確計算順序*/表達式使用默認優(yōu)先級（1）【問題描述】同一個目錄下發(fā)布多個頻道到一定值后，雖然是計費頻道，但實際訪問時并沒有付費定購提示，好像變成了免費模式【問題定位】問題代碼如下：StringcurDirPosition=(longCurDirPosition%100>9)?"":"0"+longCurDirPosition%100;程序的本意是根據(jù)longCurDirPosition%100>9的值，輸出”longCurDirPosition%100”或者””0”+longCurDirPosition%100”。在換行符的作用下很容易讓人以為程序是沒有問題的，但實際上程序執(zhí)行的優(yōu)先級與作者的期望不符，以上語句等價與：StringcurDirPosition=(longCurDirPosition%100>9)?"":("0"+longCurDirPosition%100);結果將輸出””或者”’0’+longCurDirPosition%100”【糾正措施】補充一對括號，修改代碼為：StringcurDirPosition=((longCurDirPosition%100>9)?"":"0“)+longCurDirPosition%100;表達式使用默認優(yōu)先級（2）【問題描述】對密碼進行MD5加密的時候，得出來的結果每次都是空?！締栴}定位】如下代碼：ucPwdLen=ucPwdLen&0xf0+0x10;程序執(zhí)行的實際優(yōu)先級為：ucPwdLen=ucPwdLen&(0xf0+0x10);【糾正措施】補充一對括號，修改代碼為：

ucPwdLen=(ucPwdLen&0xf0)

+0x10;表達式使用默認優(yōu)先級（3）【問題描述】香港鑒權二次重同步出現(xiàn)SQN混亂?！締栴}定位】如下代碼：if((sqn.seq2+1)&0x01000000>0){……….}由于>運算符優(yōu)先級大于&,

程序執(zhí)行的實際優(yōu)先級為：if((sqn.seq2+1)&(0x01000000>0))

上述if語句恒成立，導致SQN混亂?！炯m正措施】補充一對括號，修改代碼為：

if(((sqn.seq2+1)&0x01000000)>0)

表達式副作用：移植后出錯【問題描述】產(chǎn)品移植到新平臺后，下發(fā)某命令，配置不成功?！締栴}定位】問題代碼如下：Set_Config_Table(DB_Query(),Get_Next_WD());原來的平臺編譯器先執(zhí)行Get_Next_WFD()，后執(zhí)行DB_Query()，結果正確；新的平臺編譯器先執(zhí)行DB_Query()，后執(zhí)行Get_Next_WD()。在這兩個函數(shù)中，都讀寫了全局變量g_MuxData，所以兩種計算次序的執(zhí)行結果不一樣?！炯m正措施】明確語句執(zhí)行次序，函數(shù)參數(shù)不再使用表達式：intnWDID=Get_Next_WD();intnDBID=

DB_Query();Set_Config_Table(nDBID,nWDID);表達式副作用：定義【定義】副作用(side-effect)指執(zhí)行后對程序運行環(huán)境造成影響，除了無效代碼外，C/C++的每條語句要么使程序流程改變，要么產(chǎn)生副作用。每個表達式都產(chǎn)生一個值，同時可能包含副作用（例如將產(chǎn)生的值賦給一個變量）。在C/C++語言中，表達式副作用是必須而且有意為之的，但C/C++要求表達式副作用必須在sequencepoint之前結束；在兩個連續(xù)sequencepoint之間，一個對象所保存值最多只能被修改一次；如果對象的值被修改了一次，那么表達式中出現(xiàn)此對象的唯一目的只能是為了求出這個被修改的新值。否則可能產(chǎn)生非預期結果。sequencepoint是一個結算點，編譯器在此點完成所有計算。C/C++語言定義的sequencepoint如下：函數(shù)參數(shù)計算完成后，調(diào)用之前有一個sequencepoint&&||和?，這三個運算符的左側有一個sequencepoint逗號運算符左側有一個sequencepoint（注意逗號作為分隔符使用時沒有sequencepoint）分號左側有一個sequencepoint完整表達式（ifswitchwhilereturn等里面的表達式）【注意】運算符優(yōu)先級只在一個表達式中有效，兩個表達式之間如果沒有一個sequencepoint，那么先計算A表達式，還是先計算B表達式，次序不定。有時，2個sequencepoint也不保證順序執(zhí)行。表達式的非預期副作用一般不能通過增加括號消除。不確定計算次序是有意保留給編譯器進行優(yōu)化的?！疽蟆勘磉_式非預期副作用主要表現(xiàn)在使用復合表達式上，如果將復合表達式分開寫成若干個簡單表達式，就可以有效消除非預期副作用。++/--等操作符本身包含副作用（賦值功能），所以最好單獨一行。表達式副作用：規(guī)則（1）【規(guī)則】ISO9899:1990的5.1.2.3節(jié)，6.2節(jié)，6.3節(jié)和6.5節(jié)描述了可能產(chǎn)生非預期副作用的計算：1。自增或自減運算符：a[i]=i++;上面的表達式當中沒有sequencepoint，i的值只被修改了一次，表達式i++的目的是求出i的新值，但a[i]卻與求i值無關。所以計算結果不確定。這樣的代碼本質(zhì)上是非法的，但不產(chǎn)生編譯告警，大多數(shù)情況下也沒有PCLint告警。類似的代碼還有：i=0;i=i++;/*i與求i值無關，結果是0，1，或其它任意值，與編譯器相關*/i=0;printf(“%d%d“,i,i++)/*i與求i值無關，結果是0，1，或其它任意值，與編譯器相關*/2。函數(shù)指針函數(shù)參數(shù)和函數(shù)自身地址的計算次序未定義。p->task_start_fn(p++);求函數(shù)地址p與計算p++無關，結果是任意值。必須單獨計算p++：p->task_start_fn(p);p++;表達式副作用：規(guī)則（2）3。函數(shù)調(diào)用x=f(a)+g(b);編譯器可能先計算f(a)，也可能先計算g(b)，如果x的結果依賴于函數(shù)f/g的計算次序（例如，f/g被調(diào)用時修改或使用了同一個全局變量），則上面的代碼存在問題。應該修改代碼明確f/g的計算次序：x=f(a);x=x+g(b);4。函數(shù)參數(shù)函數(shù)參數(shù)通常從右到左壓棧，但函數(shù)參數(shù)的計算次序不一定與壓棧次序相同。x=func(i++,i);應該修改代碼明確先計算第一個參數(shù)：i++;x=func(i,i);前面曾經(jīng)舉的網(wǎng)上問題案例也是類似的代碼：Fun(shared_ptr<Widget>(newWidget),shared_ptr<Widget>(newWidget));Set_Config_Table(DB_Query(),Get_Next_WD());表達式副作用：規(guī)則（3）5。嵌套賦值語句表達式中嵌套賦值語句可能導致某些對象被賦值多次，導致結果不確定。例如，如下代碼中x被賦值了2次(編譯器：VC6.0)：(x=y)=z;6。volatile訪問限定符