小竹's blog

永远不要停止思考

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CPP项目的一些坑

本篇文章记录这几年项目中C++的一些问题和优化方法。需要注意的是,代码优化没有一本万利的方法,只能见招拆招,而且还要避免过早优化等问题,代码优化一定是要中后期才可以,而且不要为了优化而优化。

const和const &

在接收一个返回值或者声明局部只读变量时没有使用const修饰。const的目的不仅仅是为了只读,更多的是编译器可以在此处提供优化。

QRect rect = m_displayInter->primaryRawRect();
qreal scale = qApp->primaryScreen()->devicePixelRatio();

在这两行例子中,react和scale都在当前函数内没有任何修改,而且不应该修改,需要添加const来修饰只读,并且QRect应该使用&来减少内存复制带来的额外影响。

类型强转

在部分代码中,经常能看到C风格的代码强转,应当根据具体情况使用static_cast、dynamic_cast和reinterpret_cast。

static_cast是使用的比较多的cast,经常用于派生类和基类之间转换。dynamic_cast也用于派生类和基类的转换,如果类型T是指针类型,若转换失败,则返回T类型的空指针,如果时T是引用类型,则会抛出异常,返回std::bad_cast。reinterpret_cast并不会做实际的转换,只会在编译时进行检查,如果不能进行cast转换,则编译报错。

过多的嵌套

过多的嵌套会严重影响代码阅读,经常出现只有if通过才会进入执行的情况,这种情况应该修改为不通过就不要继续执行,或者安排合理的if将条件限制在之前。

void BluetoothWorker::setAdapterPowered(const Adapter *adapter, const bool &powered)
{
QDBusObjectPath path(adapter->id());
//关闭蓝牙之前删除历史蓝牙设备列表,确保完全是删除后再设置开关
if (!powered) {
QDBusPendingCall call = m_bluetoothInter->ClearUnpairedDevice();
QDBusPendingCallWatcher *watcher = new QDBusPendingCallWatcher(call, this);
connect(watcher, &QDBusPendingCallWatcher::finished, [ = ] {
if (!call.isError()) {
QDBusPendingCall adapterPoweredOffCall = m_bluetoothInter->SetAdapterPowered(path, false);
QDBusPendingCallWatcher *watcher = new QDBusPendingCallWatcher(adapterPoweredOffCall, this);
connect(watcher, &QDBusPendingCallWatcher::finished, [this, adapterPoweredOffCall, adapter] {
if (!adapterPoweredOffCall.isError()) {
setAdapterDiscoverable(adapter->id());
} else {
qWarning() << adapterPoweredOffCall.error().message();
}
});
} else {
qWarning() << call.error().message();
}
});
} else {
QDBusPendingCall adapterPoweredOnCall = m_bluetoothInter->SetAdapterPowered(path, true);
QDBusPendingCallWatcher *watcher = new QDBusPendingCallWatcher(adapterPoweredOnCall, this);
connect(watcher, &QDBusPendingCallWatcher::finished, [this, adapterPoweredOnCall, adapter] {
if (!adapterPoweredOnCall.isError()) {
setAdapterDiscoverable(adapter->id());
} else {
qWarning() << adapterPoweredOnCall.error().message();
}
});
}
}

这里的代码其实是可以优化的,我们可以通过三元表达式获取某个QDBusPendingCall,这样就可以使用一个QDBusPendingCallWatcher对象,然后将原本的lambda内容提取到其他函数内,在新的lambda中同样使用三元表达式运行对应的函数,这样拆分代码的好处是,阅读代码时的顺序会和执行顺序一致,分支判断对机器和人类都不是太友好,特别是判断体内有很长的代码段,找到else段是一件不容易的事情,通过降低if else块来提高代码可读性。同时应提取相同动作的代码到公共区域,以免将来修改时发现没有将所有的地方都做修改。

循环

避免使用数组的方式来访问元素,使用迭代器的方式统一循环方式。

我注意到有些情况下,有人在for循环内直接定义静态变量,这种方式使用的时候需要注意,静态变量将会永远存在,但是大部分for循环内需要保存的数据都是成员变量,否则内存空间将永远不会释放,对内存有浪费。

而且经常遇到的问题就是foreach宏和for混用,在语法上就没有统一使用。

我推荐的方式是for+迭代器的方式,如果是简单遍历,使用原生的foreach语法即可。

std::list<int> list{ 1, 2, 3, 4};

// 原生foreach语法,推荐只读遍历使用
for (int item: list) {
...
}

// for+迭代器,只读遍历
for (auto it = list.cbegin(); it != list.cend(); ++it) {
// it是迭代器对象,需要解引用使用。
*it
}

// for+迭代器方式,推荐需要修改容器的长度使用
for (auto it = list.begin(); it != list.end();) {
// 注意,如果要移除某个元素,需要手动下一步
if (*it == 2) {
it = list.erase(it);
}
else {
++it;
}
}

内存泄漏

经常遇到使用容器将指针保存下来的场景,但是当对象被析构或者容器被清空的时候,有时候会忘记删除内部的对象,或者删除了不该删除的对象。对数据的处理应该保持RAII原则,避免直接使用裸指针,而是通过智能指针将指针保存起来,当最后一个对象不再持有智能指针对象时,智能指针会删除持有的对象,完成内存释放。

智能指针的类型

智能指针包含有三种:独占指针unique_ptr、共享指针shared_ptr和弱引用指针week_ptr

独占指针

独占指针std::unique_ptr可以避免对象被转移到其他对象中,如果某个对象持有unique_ptr,则该ptr不允许转移给其他对象,但是可以使用std::move来转移控制权,注意这和普通的转移不一样,unique_ptr禁止的是拷贝,但是没有禁止移动,我们可以转移控制转,unique_ptr保证的是只有一个智能指针持有对象。

std::unique_ptr<T> p1 = std::move(ptr);

共享指针

共享指针std::shared_ptr顾名思义是用作共享的,和独占指针不同的是,它支持复制,内部通过引用计数来维持对象的生命周期,当没有任何一个对象持有共享指针时,也就意味着没有任何一个对象可以访问到内部对象了,就可以安全的删除对象,释放内存。

弱引用指针

弱引用指针std::week_ptr是为了避免两个共享指针相互持有导致引用计数永远不会归零,导致内存永远不释放而提出的解决方案,具体就是弱引用指针不会导致引用计数增加,但是week_ptr同样不支持复制,必须转换为共享指针std::shared_ptr

优化判断条件

对于常数的判断,尽量使用宏或者定义静态常量来避免直接使用数字或者字符判断。

排序

发现很多人在需要排序的时候总是使用冒泡算法,我介绍几个比较方便的排序方法。

使用std::sort

C++标准库提供了std::sort方法来方便的排序,它有三个参数,第一个参数是容器的begin迭代器,第二个参数是end迭代器,第三个参数接收一个返回值为bool类型的函数,该函数用于实现手动控制排序的判断。

我们可以提供一个lambda表达式来方便的控制排序,或者提供一个函数指针。

std::list<int> list{ 10, 4, 2, 5 };

std::sort(list.begin(), list.end(), [](int num1, int num2) {
return num1 < num2;
});

这种排序方式是直接对原始容器进行操作的,如果不希望数据成为脏数据,应该先复制一份。

使用容器

使用容器的方式比较麻烦一些,我们需要对象自己支持大小比较,或者顺序是外部某个列表列表控制的。

我们可以使用map将内部数据和标记数据建立映射关系,再通过外部的list或者其他方式,从map中将数据读出来,添加到新的列表容器中,从而完成排序。

[
"page1", "page2", "page3"
]

std::map<String, QWidget*> map;


const StringList & list = QJsonDocument::fromJson(readAll(“order.json”)).toStdList();

QList<QWidget*> pages;

for (const QString& key : list) {
pages << map[key];
}