让你的C++代码变的更加健壮(Making your C++ code robust)
小编是一个有着6年工作经验的工程师，关于C++，python编程，自己有做材料的整合，一个完整的C++编程学习路线，学习资料和工具，能够进我的群10048，-83029收取，免费送给大家，希望你也能凭着自己的努力，成为下一个优秀的程序员
介绍
在实际的项目中，当项目的代码量不断增加的时候，你会发现越来越难管理和跟踪其各个组件，如其不善，很容易就引入BUG。因此，我们应该掌握一些能让我们程序更加健壮的方法。
这篇文章提出了一些建议，能有引导我们写出更加健壮的代码，以避免产生灾难性的错误。即使、因为其复杂性和项目团队结构，你的程序目前不遵循任何编码规则，按照下面列出的简单的规则可以帮助您避免大多数的崩溃情况。
背景
先来介绍下作者开发一些软件(CrashRpt)，你可以http://code.google.com/p/crashrpt/网站上下载源代码。CrashRpt 顾名思义软件崩溃记录软件（库），它能够自动提交你电脑上安装的软件错误记录。它通过以太网直接将这些错误记录发送给你，这样方便你跟踪软件问题，并及时修改，使得用户感觉到每次发布的软件都有很大的提高，这样他们自然很高兴。
在分析接收的错误记录的时候，我们发现采用下文介绍的方法能够避免大部分程序崩溃的错误。例如：局部变量未初始化导致数组访问越界，指针使用前未进行检测（NULL）导致访问访问非法区域等。
我已经总结了几条代码设计的方法和规则，在下文一一列出，希望能够帮助你避免犯一些错误，使得你的程序更加健壮。
Initializing Local Variables （局部变量初始化）
使用未初始化的局部变量是引起程序崩溃的一个比较普遍的原因，例如、来看下面这段程序片段：
上面的这段代码存在着一个潜在的错误，因为没有一个局部变量初始化了。当你的代码运行的时候，这些变量将被默认负一些错误的数值。例如bExitResult 数值将被负为-135913245 ，szBuffer?必须以“”结尾,结果不会。因此、局部变量初始化时非常重要的，如下正确代码：
注意：有人说变量初始化会引起程序效率降低，是的，确实如此，如果你确实非常在乎程序的执行效率，去除局部变量初始化，你得想好其后果。
Initializing WinAPI Structures
许多Windows API都接受或则返回一些结构体参数，结构体如果没有正确的初始化，也很有可能引起程序崩溃。大家可能会想起用ZeroMemory宏或者memset()函数去用0填充这个结构体(对结构体对应的元素设置默认值)。但是大部分Windows API 结构体都必须有一个cbSIze参数,这个参数必须设置为这个结构体的大小。
看看下面代码，如何初始化Windows API结构体参数:
注意：千万不要用ZeroMemory和memset去初始化那些包括结构体对象的结构体,这样很容易破坏其内部结构体,从而导致程序崩溃.
这里最好是用结构体的构造函数对其成员进行初始化.
Validating Function Input
在函数设计的时候,对传入的参数进行检测是一直都推荐的。例如、如果你设计的函数是公共API的一部分,它可能被外部客户端调用，这样很难保证客户端传进入的参数就是正确的。
例如，让我们来看看这个hypotethical DrawVehicle()?函数，它可以根据不同的质量来绘制一辆跑车，这个质量数值（nDrawingQaulity ）是0~100。prcDraw?定义这辆跑车的轮廓区域。
看看下面代码，注意观察我们是如何在使用函数参数之前进行参数检测：
在指针使用之前，不检测是非常普遍的，这个可以说是我们引起软件崩溃最有可能的原因。如果你用一个指针，这个指针刚好是NULL,那么你的程序在运行时,将报出异常。
Initializing Function Output
如果你的函数创建了一个对象，并要将它作为函数的返回参数。那么记得在使用之前把他复制为NULL。如不然，这个函数的调用者将使用这个无效的指针，进而一起程序错误。如下错误代码：
正确的代码如下：
Cleaning Up Pointers to Deleted Objects
在内存释放之后,无比将指针复制为NULL。这样可以确保程序的没有那个地方会再使用无效指针。其实就是，访问一个已经被删除的对象地址，将引起程序异常。如下代码展示如何清除一个指针指向的对象：
Cleaning Up Released Handles
在释放一个句柄之前，务必将这个句柄复制伪NULL （0或则其他默认值）。这样能够保证程序其他地方不会重复使用无效句柄。看看如下代码，如何清除一个Windows API的文件句柄：
HANDLE hFile = INVALID_HANDLE_VALUE;
// Open file
hFile = CreateFile(_T("example.dat"), FILE_READ|FILE_WRITE, FILE_OPEN_EXISTING);
if(hFile==INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return FALSE; // Error opening file
}
// Do something with file
// Finally, close the handle
if(hFile!=INVALID_HANDLE_VALUE)
{
CloseHandle(hFile); // Close handle to file
hFile = INVALID_HANDLE_VALUE; // Clean up handle
}
下面代码展示如何清除File *句柄：
Using delete [] Operator for Arrays
如果你分配一个单独的对象，可以直接使用new?，同样你释放单个对象的时候,可以直接使用delete . 然而,申请一个对象数组对象的时候可以使用new,但是释放的时候就不能使用delete ,而必须使用delete[]：
或者：
Allocating Memory Carefully
有时候，程序需要动态分配一段缓冲区，这个缓冲区是在程序运行的时候决定的。例如、你需要读取一个文件的内容，那么你就需要申请该文件大小的缓冲区来保存该文件的内容。在申请这段内存之前，请注意，malloc() or new是不能申请0字节的内存，如不然，将导致malloc() or new函数调用失败。传递错误的参数给malloc() 函数将导致C运行时错误。如下代码展示如何动态申请内存：
为了进一步了解如何正确的分配内存，你可以读下Secure Coding Best Practices for Memory Allocation in C and C++这篇文章。
Using Asserts Carefully
Asserts用语调试模式检测先决条件和后置条件。但当我们编译器处于release模式的时候，Asserts在预编阶段被移除。因此，用Asserts是不能够检测我们的程序状态,错误代码如下：
看看上述的代码，Asserts能够在debug模式下检测我们的程序,在release 模式下却不能。所以我们还是不得不用if()来这步检测操作。正确的代码如下：
Checking Return Code of a Function
断定一个函数执行一定成功是一种常见的错误。当你调用一个函数的时候，建议检查下返回代码和返回参数的值。如下代码持续调用Windows API ,程序是否继续执行下去依赖于该函数的返回结果和返回参数值.
HRESULT hres = E_FAIL;
IWbemServices *pSvc = NULL;
IWbemLocator *pLoc = NULL;
hres = CoInitializeSecurity(
NULL,
-1, // COM authentication
NULL, // Authentication services
NULL, // Reserved
RPC_C_AUTHN_LEVEL_DEFAULT, // Default authentication
RPC_C_IMP_LEVEL_IMPERSONATE, // Default Impersonation
NULL, // Authentication info
EOAC_NONE, // Additional capabilities
NULL // Reserved
);
if (FAILED(hres))
{
// Failed to initialize security
if(hres!=RPC_E_TOO_LATE)
return FALSE;
}
hres = CoCreateInstance(
CLSID_WbemLocator,
0,
CLSCTX_INPROC_SERVER,
IID_IWbemLocator, (LPVOID *) &pLoc);
if (FAILED(hres) || !pLoc)
{
// Failed to create IWbemLocator object.
return FALSE;
}
hres = pLoc->ConnectServer(
_bstr_t(L"ROOT\CIMV2"), // Object path of WMI namespace
NULL, // User name. NULL = current user
NULL, // User password. NULL = current
0, // Locale. NULL indicates current
NULL, // Security flags.
0, // Authority (e.g. Kerberos)
0, // Context object
&pSvc // pointer to IWbemServices proxy
);
if (FAILED(hres) || !pSvc)
{
// Couldn't conect server
if(pLoc) pLoc->Release();
return FALSE;
}
hres = CoSetProxyBlanket(
pSvc, // Indicates the proxy to set
RPC_C_AUTHN_WINNT, // RPC_C_AUTHN_xxx
RPC_C_AUTHZ_NONE, // RPC_C_AUTHZ_xxx
NULL, // Server principal name
RPC_C_AUTHN_LEVEL_CALL, // RPC_C_AUTHN_LEVEL_xxx
RPC_C_IMP_LEVEL_IMPERSONATE, // RPC_C_IMP_LEVEL_xxx
NULL, // client identity
EOAC_NONE // proxy capabilities
);
if (FAILED(hres))
{
// Could not set proxy blanket.
if(pSvc) pSvc->Release();
if(pLoc) pLoc->Release();
return FALSE;
}
Using Smart Pointers
如果你经常使用用享对象指针，如COM 接口等，那么建议使用智能指针来处理。智能指针会自动帮助你维护对象引用记数，并且保证你不会访问到被删除的对象。这样，不需要关心和控制接口的生命周期。关于智能指针的进一步知识可以看看Smart Pointers – What, Why, Which??和 Implementing a Simple Smart Pointer in C++这两篇文章。
如面是一个展示使用ATL’s CComPtr template 智能指针的代码，该部分代码来至于MSDN。
#include <windows.h>
#include <shobjidl.h>
#include <atlbase.h> // Contains the declaration of CComPtr.
int WINAPI wWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE, PWSTR pCmdLine, int nCmdShow)
{
HRESULT hr = CoInitializeEx(NULL, COINIT_APARTMENTTHREADED |
COINIT_DISABLE_OLE1DDE);
if (SUCCEEDED(hr))
{
CComPtr<IFileOpenDialog> pFileOpen;
// Create the FileOpenDialog object.
hr = pFileOpen.CoCreateInstance(__uuidof(FileOpenDialog));
if (SUCCEEDED(hr))
{
// Show the Open dialog box.
hr = pFileOpen->Show(NULL);
// Get the file name from the dialog box.
if (SUCCEEDED(hr))
{
CComPtr<IShellItem> pItem;
hr = pFileOpen->GetResult(&pItem);
if (SUCCEEDED(hr))
{
PWSTR pszFilePath;
hr = pItem->GetDisplayName(SIGDN_FILESYSPATH, &pszFilePath);
// Display the file name to the user.
if (SUCCEEDED(hr))
{
MessageBox(NULL, pszFilePath, L"File Path", MB_OK);
CoTaskMemFree(pszFilePath);
}
}
// pItem goes out of scope.
}
// pFileOpen goes out of scope.
}
CoUninitialize();
}
return 0;
}
Using == Operator Carefully
先来看看如下代码;
上面的代码是正确的,用语指针检测。但是如果不小心用“=”替换了“==”，如下代码；
看看上面的代码,这个的一个失误将导致程序崩溃。
这样的错误是可以避免的，只需要将等号左右两边交换一下就可以了。如果在修改代码的时候，你不小心产生这种失误，这个错误在程序编译的时候将被检测出来。
