C++ 函数致命的陷阱：巧妙绕过的艺术

在 C++ 中编写函数看似简单，但隐藏着许多潜在的陷阱，可能会导致难以发现的 bug 和性能问题。本文将探讨这些陷阱，并提供巧妙的解决方案，帮助您编写安全的、高效的代码。

陷阱 1：未声明的头文件

未声明必需的头文件会导致链接器错误，这是 C++ 开发中最常见的陷阱之一。

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// 缺少头文件
void printString(const char* str) {
  std::cout << str << 'n';
}

解决方案：始终使用 #include 指令声明所需的头文件。

#include <iostream>
void printString(const char* str) {
  std::cout << str << 'n';
}

陷阱 2：参数传递问题

C++ 中函数参数的默认传递方式是按值传递。这会导致意外的行为，尤其是当对象很大时。

struct LargeObject {
  // 大型数据成员
};

void modifyObject(LargeObject obj) {
  // 修改 obj 的数据成员
}

解决方案：根据需要使用引用或指针参数实现按引用传递。

void modifyObject(LargeObject& obj) {
  // 修改 obj 的数据成员
}

陷阱 3：数组边界越界

在 C++ 中，数组的边界检查没有内置保护。数组边界越界会导致未定义的行为，包括程序崩溃和数据损坏。

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int index = 5; // 越界
int value = arr[index];

解决方案：始终对数组索引进行边界检查。

if (index < 0 || index >= 5) {
  std::cerr << "数组索引越界！" << 'n';
  return;
}
int value = arr[index];

陷阱 4：全局变量的隐式共享

全局变量在所有函数间共享，这可能会导致难以调试的竞争条件和意外的行为。

int global_var = 0;

void increment() {
  global_var++;
}

void decrement() {
  global_var--;
}

解决方案：尽量避免使用全局变量。如果必须使用，请使用互斥或原子操作来确保线程安全。

陷阱 5：缺乏文档

函数文档是了解其预期行为和约束的关键。缺少文档会导致代码维护和可读性差。

解决方案：为所有函数写好文档，包括函数签名、参数描述、返回值描述和使用说明。

实战案例

考虑一个管理学生信息的应用程序。以下函数旨在打印学生姓名：

void printStudentName(Student* student) {
  if (student == nullptr) {
    std::cout << "空指针！" << 'n';
    return;
  }
  std::cout << student->name;
}

此函数包含几个陷阱：

• 未声明的头文件：需要 #include "student.h"。
• 数组边界越界：数组索引检查可以避免姓名中可能出现的空字符。
• 全局变量的隐式共享：如果同时访问多个学生的姓名，可能导致数据损坏。

为了解决这些陷阱，可以修改函数如下：

#include "student.h"
void printStudentName(const Student& student) {
  if (student.name == nullptr) {
    std::cout << "空名称！" << 'n';
    return;
  }
  std::cout << student.name << 'n';
}