Правила программирования на С и С++. Главы 7-8
Страница 4. Избегайте битовых масок; используйте битовые поля


 

85.2. Избегайте битовых масок; используйте битовые поля.

Многие программисты, в особенности те, кто начинал жизнь с языком ассемблера, привыкли пользоваться битовыми масками, а не битовыми полями. Мне довелось видеть много программ, подобных следующей:

struct fred

{

int status;

// ...

};

#define CONDITION_A 0x01

#define CONDITION_B 0x02

#define CONDITION_C 0x03

#define SET_CONDITION_A(p) ((p)->status |= CONDITION_A)

#define SET_CONDITION_B(p) ((p)->status |= CONDITION_B)

#define SET_CONDITION_C(p) ((p)->status |= CONDITION_C)

#define CLEAR_CONDITION_A(p) ((p)->status ?= ~CONDITION_A)

#define CLEAR_CONDITION_B(p) ((p)->status ?= ~CONDITION_B)

#define CLEAR_CONDITION_C(p) ((p)->status ?= ~CONDITION_C)

#define IN_CONDITION_A(p) ((p)->status ? CONDITION_A)

#define IN_CONDITION_B(p) ((p)->status ? CONDITION_B)

#define IN_CONDITION_C(p) ((p)->status ? CONDITION_C)

#define POSSIBILITIES(x) ((x) ? 0x0030)

#define POSSIBILITY_A 0x0000

#define POSSIBILITY_B 0x0010

#define POSSIBILITY_C 0x0020

#define POSSIBILITY_D 0x0030

Это означает необходимость в дополнение к полю из структуры данных сопровождать 17 макросов, которые к тому же будут, вероятно, спрятаны где-то в заголовочном файле, а не в том, где они используются. Ситуация еще более ухудшится, если вы не включите эти макросы и организуете проверки прямо в программе. Что-нибудь типа: if ( struct.status ?= ~CONDITION_A )

// ...

по меньшей мере с трудом читается. Еще хуже нечто, подобное следующему: struct.status = POSSIBILITY_A;

if ( POSSIBILITIES(struct.status) == POSSIBILITY_A )

// ...

 

Лучшее решение использует битовые поля; они не требуют дополнительного места и заведомо эффективно реализуются на большинстве машин. (Некоторые люди утверждают, что второй пример лучше, чем битовое поле, потому что здесь нет неявного сдвига, но многие машины поддерживают команду проверки бита, которая устраняет какую-либо потребность в сдвиге, который в случае своего использования вызывает очень незначительные накладные расходы. Необходимость в устранении ненужной путаницы обычно перевешивает подобные соображения о снижении эффективности). enum { possibility_a, possibility_b, possibility_b, possibility_d };

struct fred

{

unsigned in_condition_a : 1;

unsigned in_condition_b : 1;

unsigned in_condition_c : 1;

unsigned possibilities : 2;

};Вам теперь вообще не нужны макросы, потому что код, подобный следующему, превосходно читается без них: struct fred flintstone;

flintstone.in_condition_a = 1;

if ( flintstone.in_condition_a )

// ...flintstone.possibilities = possibility_b;

if ( flintstone.possibilities == possibility_a )

// ...Единственным очевидным исключением из этого правила является взаимодействие с архитектурами со страничной организацией памяти; битовые поля не гарантируют какого-то упорядочивания в типе int, из которого выделяются биты.

85.3. Не используйте флагов завершения.

Флаг завершения типа "готов" едва ли нужен в С или С++. Его использование просто добавляет одну лишнюю переменную в процедуру. Не делайте так:

BOOL готов = FALSE;

while ( !готов )

{

if ( некоторое_условие() )

готов = 1;

}Поступайте следующим образом: while ( 1 )

{

if ( некоторое_условие() ) break;}Многие программисты привыкли использовать флаги завершения, когда они учились программированию, в основном потому, что языки программирования типа Паскаля не поддерживают богатый набор управляющих операторов, имеющийся в С.

Единственным исключением из этого правила является выход из вложенных циклов в С++, где оператор goto может привести к пропуску программой вызова конструктора или деструктора. Эта проблема была рассмотрена в правиле 54.

85.4. Рассчитывайте, что ваш читатель знает С.

Не делайте чего-то подобного этому:

#define SHIFT_LEFT(x, bits) ((x) ?? (bits))Программисты на С знают, что ?? означает "сдвиг влево". Аналогично, не делайте таких вещей: x++; // инкрементировать xПроблема в том, что комментарии, подобные вышеуказанному, часто встречаются в учебниках по языку программирования, ибо их читатель незнаком с С. Поэтому вы не должны делать вывод, что раз вы видите их в таком учебнике, то это является хорошей повсеместной практикой.

85.5. Не делайте вид, что С поддерживает булевый тип (#define TRUE).

Нижеследующее может скорее вызвать беду, чем нет:

#define TRUE 1

#define FALSE 0

Любая отличная от нуля величина в С означает истину, поэтому в следующем фрагменте f() может вернуть совершенно законное значение "истина", которое не совпало с 1, и проверка даст отрицательный результат: if( f() == TRUE ) // Вызов не выполняется, если f() возвращает значение "истина",

// отличное от 1.

// ...

Следующий вариант надежен, но довольно неудобен. Я не думаю, что можно рекомендовать что-либо из подобной практики: #define FALSE 0

if( f() != FALSE )

// ...

В действительности здесь проявляется настоящая проблема, связанная с непониманием различий между языком С и Паскалем. С, в отличие от Паскаля, не поддерживает встроенный булевый тип, и полагать обратное означает просто навлечь на себя неприятности.

Часто необходимость в явном сравнении на истину или ложь можно устранить при помощи переименования:

if( я_сонливый(p) )значительно лучше, чем: if( сонливый(p) != FALSE )Так как определения TRUE и FALSE спрятаны в макросах, то хороший сопровождающий программист не может делать каких-либо предположений о их действительных значениях. Например, FALSE может быть -1, а TRUE - 0. И следственно, если функция возвращает в явном виде TRUE или FALSE, то наш прилежный сопровождающий программист должен будет потратить несколько дней, чтобы убедиться, что при проверке возвращаемого значения для каждого вызова используется явная проверка на равенство TRUE или FALSE (сравните для примера с простым логическим отрицанием ! перед вызовом). Следующий фрагмент: if( я_сердитый() ) ;более не может удовлетворять, так как компилятор ожидает, что ложь обозначается 0.

И напоследок - имейте в виду, что следующий вариант не будет работать:

#define FALSE 0

#define TRUE !FALSE

Операция !, подобно всем операторам отношений, преобразует операнд в 1, если он имеет значение "истина" (отличен от нуля), и 0, если наоборот. Предыдущий вариант идентичен следующему: #define FALSE 0

#define TRUE 1

Вот более надежный, но нелепый вариант: #define IS_TRUE(x) ((x) == 0)

#define IS_FALSE(x) ((x) != 0)

 

 
« Предыдущая статья   Следующая статья »