C++最佳实践 | 3. 安全性
本系列是开源书C++ Best Practises[1]的中文版，全书从工具、代码风格、安全性、可维护性、可移植性、多线程、性能、正确性等角度全面介绍了现代C++项目的最佳实践。本文是该系列的第三篇。
C++最佳实践:
3. 安全性（本文）
4. 可维护性
5. 可移植性及多线程
6. 性能
7. 正确性和脚本
安全性
尽量使用const
用const修饰变量或方法，从而告诉编译器这些都是不可变的，有助于编译器优化代码，并帮助开发人员了解函数是否有副作用。此外，使用const &可以防止编译器复制不必要的数据。John Carmack对```const```的评论[2]值得一读。
-
// Bad Idea
-
class MyClass
-
{
-
public:
-
void do_something(int i);
-
void do_something(std::string str);
-
};
-
-
-
// Good Idea
-
class MyClass
-
{
-
public:
-
void do_something(const int i);
-
void do_something(const std::string &str);
-
};
仔细考虑返回类型
Getters(成员变量读取API)
正常情况下，通过返回值读取成员变量时，使用
&或const &返回值可以显著提高性能按值返回更有利于线程安全，如果返回的值就是为了复制使用，就不会有性能损耗
如果API返回值使用协变类型(covariant return types)，必须返回
&或*
临时值和局部值
始终按值返回
参考:
https://github.com/lefticus/cppbestpractices/issues/21
https://twitter.com/lefticus/status/635943577328095232
不要用const引用传递和返回简单类型
-
// Very Bad Idea
-
class MyClass
-
{
-
public:
-
explicit MyClass(const int& t_int_value)
-
: m_int_value(t_int_value)
-
{
-
}
-
-
const int& get_int_value() const
-
{
-
return m_int_value;
-
}
-
-
private:
-
int m_int_value;
-
}
相反，通过值传递和返回简单类型。如果不打算更改传递的值，请将它们声明为const，但不要声明为const引用:
-
// Good Idea
-
class MyClass
-
{
-
public:
-
explicit MyClass(const int t_int_value)
-
: m_int_value(t_int_value)
-
{
-
}
-
-
int get_int_value() const
-
{
-
return m_int_value;
-
}
-
-
private:
-
int m_int_value;
-
}
为什么要这样？因为通过引用传递和返回会导致指针操作，而值传递在处理器寄存器中处理，速度更快。
避免访问裸内存
C++中很难在没有内存错误和泄漏风险[3]的情况下正确处理裸内存的访问、分配和回收，C++11提供了避免这些问题的工具。
-
// Bad Idea
-
MyClass *myobj = new MyClass;
-
-
// ...
-
delete myobj;
-
-
-
// Good Idea
-
auto myobj = std::make_unique<MyClass>(constructor_param1, constructor_param2); // C++14
-
auto myobj = std::unique_ptr<MyClass>(new MyClass(constructor_param1, constructor_param2)); // C++11
-
auto mybuffer = std::make_unique<char[]>(length); // C++14
-
auto mybuffer = std::unique_ptr<char[]>(new char[length]); // C++11
-
-
// or for reference counted objects
-
auto myobj = std::make_shared<MyClass>();
-
-
// ...
-
// myobj is automatically freed for you whenever it is no longer used.
用std::array或std::vector代替C风格的数组
这两种方法都保证了对象的连续内存布局，并且可以(而且应该)完全取代C风格数组，另外这也是不使用裸指针的诸多原因之一。
另外，避免使用```std::shared_ptr```保存数组[4]。
使用异常
返回值(例如boost::optional)，可以被忽略，如果不检查，可能会导致崩溃或内存错误，而异常不能被忽略。另一方面，异常可以被捕获和处理。可能异常会一直上升到应用程序的最高层级被捕获、记录到日志中，并触发应用自动重启。
C++的设计者之一Stroustrup谈论过这个话题: Why use exceptions?[5]
用C++风格的类型转换，而不是C风格的类型转换
用C++风格的强制类型转换(static_cast<>，dynamic_cast<>，…)代替C风格的强制类型转换，C++风格的强制转换允许更多的编译器检查，而且相当安全。
-
// Bad Idea
-
double x = getX();
-
int i = (int) x;
-
-
// Not a Bad Idea
-
int i = static_cast<int>(x);
此外，C++类型转换风格更为显式，对搜索更为友好。
但如果需要将double类型转换为int类型，请考虑重构程序逻辑(例如，对溢出和下溢进行额外检查)。避免出现测量了3次，然后切割0.9999999999981次这种情况。
不要定义可变参数函数(variadic function)
可变参数函数可以接受数量可变的参数，最著名的例子可能是printf()。虽然可以定义此类函数，但可能存在安全风险。可变参数函数的使用不是类型安全的，错误的输入参数可能导致程序以未定义的行为终止。这种未定义的行为可能会导致安全问题。如果使用支持C++1的编译器，那么可以使用可变参数模板。
参考: It is technically possible to make typesafe C-style variadic functions with some compilers[6]
额外资源
David Wheeler的《How to Prevent The Next Heartbleed[7]》一书很好的分析了代码安全的现状以及如何确保代码安全。
微信公众号：DeepNoMind
参考资料
[1]
C++ Best Practises: https://lefticus.gitbooks.io/cpp-best-practices/content/
[2]John Carmack对const的评论: http://kotaku.com/454293019
内存错误和泄漏风险: http://blog2.emptycrate.com/content/nobody-understands-c-part-6-are-you-still-using-pointers
[4]避免使用std::shared_ptr保存数组: http://stackoverflow.com/questions/3266443/can-you-use-a-shared-ptr-for-raii-of-c-style-arrays
Why use exceptions?: https://www.stroustrup.com/bs_faq2.html#exceptions-why
[6]It is technically possible to make typesafe C-style variadic functions with some compilers: https://github.com/lefticus/cppbestpractices/issues/53
[7]How to Prevent The Next Heartbleed: http://www.dwheeler.com/essays/heartbleed.html
- END -点击阅读原文加入知识星球
文章来源: blog.csdn.net，作者：程序员编程指南，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。
原文链接：blog.csdn.net/weixin_41055260/article/details/127099690
- 点赞
- 收藏
- 关注作者
评论（0）