程序员成长之路(转)
什么時(shí)候才能成為一個(gè)專業(yè)程序員呢？三年還是五年工作經(jīng)驗(yàn)？其實(shí)不用的，你馬上就可以了，我沒有騙你，因?yàn)閷I(yè)程序員與業(yè)余程序員的區(qū)別主要在于一種態(tài)度，如果缺乏這種態(tài)度，擁有十年工作經(jīng)驗(yàn)也還是業(yè)余的。
什么態(tài)度？專業(yè)態(tài)度！也就是星爺常說的專業(yè)精神。專業(yè)態(tài)度有多種表現(xiàn)形式，以后我們會(huì)一一介紹的。這里先介紹一下有關(guān)形象的態(tài)度，專業(yè)的程序員是很注重自己的形象的，當(dāng)然程序員的形象不是表現(xiàn)在衣著和言談上，而是表現(xiàn)在代碼風(fēng)格上，代碼就是程序員的社交工具，代碼風(fēng)格可是攸關(guān)形象的大事。
有人說過，傻瓜都可以寫出機(jī)器能讀懂的代碼，但只有專業(yè)程序員才能寫出人能讀懂的代碼。作為專業(yè)程序員，每當(dāng)寫下一行代碼時(shí)，要記得程序首先是給人讀的，其次才是給機(jī)器讀的。你要從一個(gè)業(yè)余程序員轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)程序員，就要先從代碼風(fēng)格開始，并從此養(yǎng)成一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，生活上的不拘小節(jié)可不能帶到編程中來。
代碼風(fēng)格有很多種，Windows 和Linux都有自己主流的代碼風(fēng)格，每個(gè)團(tuán)隊(duì)、每個(gè)公司也可能有自己的代碼風(fēng)格，爭論哪種風(fēng)格好哪種風(fēng)格壞根本沒有什么意義。有助于其他程序員理解的代碼風(fēng)格都是可以接受的，因?yàn)樽裱囟ùa風(fēng)格的目的就是為了便于交流。
1 命名要展示對(duì)象的功能
1.1 文件名
文件名一定要能傳達(dá)文件的內(nèi)容信息，別人一看到文件名就能知道文件中放的是什么內(nèi)容。把一個(gè)類的代碼或者某一類代碼放在一起是好的習(xí)慣，這樣就很容易給文件取一個(gè)直觀的名字。業(yè)余愛好者常常把很多沒關(guān)系的代碼糅到一個(gè)文件中，結(jié)果造成代碼雜亂無章，也很難給它取一個(gè)恰當(dāng)?shù)拿?
1.2 函數(shù)名
單詞小寫，多個(gè)單詞用下劃線分隔。如：find_node
一個(gè)函數(shù)只完成單一功能。不要用代碼的長度來衡量是否要把一段代碼獨(dú)立成一個(gè)函數(shù)。即使只有幾行代碼，只要這些代碼完成的是一項(xiàng)獨(dú)立的功能，都應(yīng)該將其寫為一個(gè)單獨(dú)的函數(shù)，而函數(shù)名要能夠直觀地反應(yīng)出它的功能。如果在給函數(shù)起名時(shí)遇到了困難，通常是函數(shù)設(shè)計(jì)不合理，則應(yīng)該仔細(xì)思考一下并對(duì)函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)修改。
1.3 結(jié)構(gòu)/枚舉/聯(lián)合名
首字母大寫，多個(gè)單詞連寫。如：struct _DListNode
宏名：單詞大寫，多個(gè)單詞下劃線分隔。
如：#define MAX_PATH 260
變量名：單詞小寫，多個(gè)單詞下劃線分隔。
如：DListNode* node = NULL;
1.4 面向?qū)ο竺绞?/h3>
(1) 以對(duì)象為中心，采用“主語（對(duì)象）+謂語（動(dòng)作）”的形式來命名，取代傳統(tǒng)的“謂語（動(dòng)作）+賓語（目標(biāo)）”的形式。
如：dlist_append
(2) 第一個(gè)參數(shù)為對(duì)象，并用thiz命名。
如：dlist_append(DList* thiz, void* value);
(3) 對(duì)象有自己的生命周期，因此都有相應(yīng)的創(chuàng)建和銷毀函數(shù)。
2 排版布局要美觀大方
2.1 合理使用空行
函數(shù)體之間用空行分隔。
結(jié)構(gòu)/聯(lián)合/枚舉聲明用空行分隔。
不同功能的代碼塊之間用空行分隔。
將功能類似的代碼（如宏定義、類型定義、函數(shù)聲明和全局變量）放在一起，和其他部分用空行分隔。
使用空行時(shí)，一行就夠了，不要使用連續(xù)多個(gè)空行，那樣會(huì)讓人感覺代碼段空蕩蕩的。
2.2 合理使用空格
等號(hào)兩邊用空格。如：int a = 100;
參數(shù)之間用空格。如：test(int a, int b, int c)
語句末的分號(hào)與前面內(nèi)容不要加空格。如：test(a, b, c);
其他能讓代碼更美觀的地方。
2.3 合理使用括號(hào)
用括號(hào)分隔子表達(dá)式，不要只靠默認(rèn)優(yōu)先級(jí)來判斷。((a && b) || (c && d))
用括號(hào)分隔if/while/for等語句的代碼塊，那怕代碼只有一行。
2.4 合理縮進(jìn)
每一級(jí)都正常縮進(jìn)，用tab縮進(jìn)取代空格縮進(jìn)（Linux內(nèi)核源代碼也遵循此規(guī)則）。用空格縮進(jìn)的目的是防止代碼因編輯器的tab寬度不同而變亂，這個(gè)擔(dān)心現(xiàn)在是多余的 了，代碼編輯器都支持tab寬度設(shè)置了。如果代碼縮進(jìn)的層次太多（比如超過三層），則可能是代碼設(shè)計(jì)上出了問題。
2.5 遵從團(tuán)隊(duì)的習(xí)慣
這一點(diǎn)是最重要的，一個(gè)團(tuán)隊(duì)就要有一個(gè)團(tuán)隊(duì)的樣子，不管你的水平有多高，遵循團(tuán)隊(duì)的規(guī)則是一個(gè)程序員的基本素養(yǎng)。如果團(tuán)隊(duì)的規(guī)則確實(shí)不好，大家應(yīng)該一起完善它。做到這一點(diǎn)，你已經(jīng)離成為專業(yè)程序員這個(gè)目標(biāo)更近一步了，重新做一遍練習(xí)吧。隨著后面的學(xué)習(xí)，你就可以真正走進(jìn)專業(yè)程序員這個(gè)行列了。
3 誰動(dòng)了你的隱私
3.1 什么是封裝
人有隱私，程序也有隱私。有隱私不是什么壞事，問題是不應(yīng)該讓別人知道自己的隱私，否則可能會(huì)對(duì)自己造成不小的傷害，甚至?xí)B累相關(guān)人物跟著倒霉。程序隱私的暴露，造成的不良影響不一定會(huì)泄露個(gè)人隱私那么大，但也不容小覷。封裝就是要保護(hù)好程序的隱私，不該讓調(diào)用者知道的事，就堅(jiān)決不要暴露出來。
3.2 為什么要封裝
總的來說，封裝主要有以下兩大好處。
隔離變化。程序的隱私通常是程序最容易變化的部分，比如內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)部使用的函數(shù)和全局變量等，我們需要把這些代碼封裝起來，從而讓它們的變化不會(huì)影響系統(tǒng)的其他部分。
降低復(fù)雜度。接口最小化是軟件設(shè)計(jì)的基本原則之一，最小化的接口容易被理解和使用。封裝內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只暴露最小的接口，會(huì)讓系統(tǒng)變得簡單明了，在一定程度上降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度。
3.3 如何封裝
總的來說，封裝主要有以下兩大好處（具體影響后面再說）。隔離變化。程序的隱私通常是程序最容易變化的部分，比如內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)部使用的函數(shù)和全局變量等，我們需要把這些代碼封裝起來，從而讓它們的變化不會(huì)影響系統(tǒng)的其他部分。降低復(fù)雜度。接口最小化是軟件設(shè)計(jì)的基本原則之一，最小化的接口容易被理解和使用。封裝內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只暴露最小的接口，會(huì)讓系統(tǒng)變得簡單明了，在一定程度上降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度。封裝過程中應(yīng)注意一下問題：
內(nèi)部函數(shù)通常實(shí)現(xiàn)一些特定的算法（如果具有通用性，應(yīng)該放到一個(gè)公共函數(shù)庫里），對(duì)調(diào)用者沒有多大用處，但它的暴露會(huì)干擾調(diào)用者的思路，讓系統(tǒng)看起來比實(shí)際的復(fù)雜。函數(shù)名也會(huì)污染全局名字空間，造成重名問題。它還會(huì)誘導(dǎo)調(diào)用者繞過正規(guī)接口走捷徑，造成不必要的耦合。隱藏內(nèi)部函數(shù)的做法很簡單。
(1)在頭文件中，只放最少的接口函數(shù)的聲明。
(2)在C文件中，所有內(nèi)部函數(shù)都加上static關(guān)鍵字。
全局變量始終都會(huì)占用內(nèi)存空間，共享庫的全局變量是按頁分配的，哪怕只有一個(gè)字節(jié)的全局變量也占用一個(gè)頁，這樣一來就會(huì)造成不必要內(nèi)存空間浪費(fèi)。全局變量也會(huì)給程序并發(fā)造成困難，想把程序從單線程改為多線程將會(huì)遇到麻煩。重要的是，如果調(diào)用者直接訪問這些全局變量，會(huì)造成調(diào)用者和實(shí)現(xiàn)者之間的耦合。
4 Write once, run anywhere（WORA）
4.1 專用鏈表和通用鏈表各自的特點(diǎn)與適用范圍
專用鏈表在這里是指該鏈表的實(shí)現(xiàn)和調(diào)用耦合在一起，只能被一個(gè)調(diào)用者使用，而不能單獨(dú)在其他地方被重用。通用鏈表則相反，它具有通用性，可以在多處被重復(fù)使用。盡管通用鏈表相對(duì)專用鏈表來說有很多優(yōu)越之處，不過草率地?cái)喽ㄍㄓ面湵肀葘Ｓ面湵砗靡彩遣还?#xff0c;因?yàn)樗鼈兌加凶约旱膬?yōu)點(diǎn)和適用范圍。()
注意 在本節(jié)中，為了避免讀起來拗口，我把雙向鏈表簡寫成鏈表了，希望大家不要介意。
專用鏈表的優(yōu)點(diǎn)
考慮到鏈表是最常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一，很多地方都會(huì)用到它，實(shí)現(xiàn)通用的鏈表會(huì)更有價(jià)值。接下來我們要實(shí)現(xiàn)一個(gè)通用的鏈表，不過請(qǐng)大家記住，實(shí)現(xiàn)通用的鏈表并不是我們的目標(biāo)，而是我們學(xué)習(xí)軟件設(shè)計(jì)方法的手段。前面我許諾過要以簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)講述復(fù)雜的軟件設(shè)計(jì)方法，鏈表就是其中的載體之一。
5 擁抱變化
在專用雙向鏈表中，dlist_printf的實(shí)現(xiàn)非常簡單，如果里面存放的是整數(shù)，用 %d 打印，存放的是字符串，用 %s 打印。現(xiàn)在的麻煩在于雙向鏈表是通用的，我們無法預(yù)知其中存在的數(shù)據(jù)類型，也就是說我們要面對(duì)數(shù)據(jù)類型的變化。怎么辦呢？初學(xué)者可以參考的常用方法有以下幾種。
5.1 實(shí)現(xiàn)多個(gè)函數(shù)，需要哪個(gè)就用哪個(gè)
比如實(shí)現(xiàn)dlist_print_int用來打印存放整數(shù)的雙向鏈表，dlist_print_string用來打印存放字符串的雙向鏈表等，其他類型都有自己的打印函數(shù)。
不過這種做法也有一些缺點(diǎn)。一是每個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方式類似，會(huì)帶來大量重復(fù)的代碼。二是由于數(shù)據(jù)類型的種類不確定，如果為每種數(shù)據(jù)類型都實(shí)現(xiàn)一個(gè)print函數(shù)，當(dāng)要存放新的數(shù)據(jù)類型時(shí)，就不得不修改dlist的實(shí)現(xiàn)。
5.2 傳入一個(gè)附加參數(shù)來決定如何打印
比如傳入1表示按整數(shù)方式打印，傳入2表示按字符串方式打印，以此類推。
這種做法比第一種好一點(diǎn)，至少不會(huì)造成大量重復(fù)的代碼。但是同樣存在增加新類型時(shí)要修改dlist_print函數(shù)的問題。
5.3 調(diào)用dlist的接口函數(shù)獲取每一個(gè)位置的數(shù)據(jù)并打印出來
這種方法沒有前面兩種方法的缺點(diǎn)，而且是一種相當(dāng)直觀的方式。但奇怪的是偏偏很少有人使用這個(gè)方法，原因可能有兩個(gè)：其一是太拘泥于傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式而沒有想到這一種；其二是擔(dān)心性能問題，因?yàn)橥ㄟ^索引取值，每一次都要從頭開始定位，其性能開銷為O.
其實(shí)這種方法是可以接受的，dlist_print函數(shù)只是用于輔助測(cè)試，我們并不需要太在乎它的性能開銷，而且我們很少會(huì)在鏈表中存放成千上萬的數(shù)據(jù)，因此這個(gè)函數(shù)帶來的性能影響根本沒有想的那樣嚴(yán)重。所以在這里我們要介紹一種新的方法。
dlist_print的大體框架如下。
在上面代碼中，我們主要是不知道如何實(shí)現(xiàn) print(iter->data); 這行代碼。那么誰知道呢？很明顯，調(diào)用者知道，因?yàn)檎{(diào)用者知道鏈表里面所存放的數(shù)據(jù)類型。好吧，那就讓調(diào)用者來做好了，調(diào)用者在調(diào)用dlist_print時(shí)會(huì)提供一個(gè)函數(shù)給dlist_print來調(diào)用，這種回調(diào)調(diào)用者所提供函數(shù)的方法，我們可以稱之為回調(diào)函數(shù)法。
調(diào)用者如何提供函數(shù)給dlist_print呢？當(dāng)然是通過函數(shù)指針了。變量指針指向的是一塊數(shù)據(jù)，指針指向不同的變量，則取到的是不同的數(shù)據(jù)。函數(shù)指針指向的是一段代碼（即函數(shù)），指針指向不同的函數(shù)，則具有不同的行為。函數(shù)指針是實(shí)現(xiàn)多態(tài)的手段，多態(tài)就是隔離變化的秘訣，這里只是一個(gè)開端，后面我們會(huì)逐步地深入學(xué)習(xí)。
請(qǐng)看詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過程
6 Don’t Repeat Yourself（DRY）
我見過不少任勞任怨的程序員，別人讓他做什么他就做什么，不管是不是份內(nèi)的事，不管是上司要求的還是同事要求的，都來者不拒。別人說需要一個(gè)某某功能的函數(shù)，他就寫一個(gè)在他的模塊里，日積月累，他的模塊就成了一鍋“大雜燴”。我親眼見過有程序員在系統(tǒng)設(shè)置和桌面兩個(gè)模塊里，提供很多毫不相干的函數(shù)，這些函數(shù)會(huì)造成不必要的耦合和復(fù)雜度。在這里也是一樣的，求和與求最大值并不是dlist應(yīng)該提供的功能，放在dlist里面實(shí)現(xiàn)是不應(yīng)該的。為了能實(shí)現(xiàn)這些功能，我們提供一種滿足這些需求的機(jī)制就好了。熱心腸是好的，但一定不要“管得太寬”，否則就費(fèi)力不討好了。
7 你的數(shù)據(jù)放在哪里
對(duì)于初學(xué)者來說這道題有點(diǎn)難度，很少有人能完全做對(duì)。不過沒關(guān)系，我并不是要出一道難題來難倒大家，而是要刺激大家去思考，以期達(dá)到加深學(xué)習(xí)印象的效果。有了前面兩次的經(jīng)驗(yàn)，我想應(yīng)該沒人會(huì)去寫一個(gè)dlist_to_upper函數(shù)，大家都會(huì)調(diào)用dlist_foreach來實(shí)現(xiàn)。不過新的問題又出現(xiàn)了，初學(xué)者還是有可能犯以下幾種常犯的錯(cuò)誤。
7.1 轉(zhuǎn)換大寫的方法不對(duì)
這是我們?cè)谡n本里學(xué)到的寫法，但在工程中是不能這樣做的。因?yàn)榇笮懽帜冈诓煌Z言中的定義是不一樣的，“a”是一個(gè)字符常量，它的值在任何時(shí)候都是97，但在不同語言中，97卻不一定代表“a”。我們不能簡單地認(rèn)為在97（a）—122（z）之間的字符就是小寫字母，而是應(yīng)該調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)C函數(shù)islower來判斷，同樣轉(zhuǎn)換為大寫應(yīng)該調(diào)用toupper而不是減去一個(gè)常量。
7.2 在雙向鏈表中存放常量字符串，轉(zhuǎn)換時(shí)出現(xiàn)段錯(cuò)誤。
運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)“Segmentation fault”錯(cuò)誤。原因是“It”等字符串是常量，常量是不能被修改的。
7.3 在雙向鏈表中存放的是臨時(shí)變量，轉(zhuǎn)換后發(fā)現(xiàn)所有字符串都一樣。
運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)打印出幾個(gè)感嘆號(hào)。原因是執(zhí)行dlist_append時(shí)沒有復(fù)制一份，所以在dlist中存放的是同一個(gè)地址。而且這個(gè)dlist在當(dāng)前函數(shù)返回后，里面保存的數(shù)據(jù)都無效了，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)指向的是臨時(shí)變量。
7.4 存放時(shí)復(fù)制了數(shù)據(jù)，但沒有釋放所分配的內(nèi)存。
這里看起來工作正常了，但存在內(nèi)存泄露的bug。strdup調(diào)用malloc分配了內(nèi)存，但沒有地方去釋放它們。
初學(xué)者對(duì)內(nèi)存和指針只有一知半解的認(rèn)識(shí)，常常犯一些連自己都莫名其妙的錯(cuò)誤。為了避免這些不必要的錯(cuò)誤，今天我們要學(xué)習(xí)各種數(shù)據(jù)存放的位置以及它們的特性，讓初學(xué)者對(duì)編程有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在程序中，數(shù)據(jù)存放的位置主要有以下幾個(gè)。
7.5未初始化的全局變量（.bss段）
通俗地講，bss段被用來存放那些沒有初始化或初始化為0的全局變量。它有什么特點(diǎn)呢，讓我們先來看看一個(gè)小程序的表現(xiàn)。
變量bss_array的大小為4M，而可執(zhí)行文件的大小只有5K。由此可見，bss類型的全局變量只占運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存空間，而不占用文件空間。
現(xiàn)在大多數(shù)操作系統(tǒng)在加載程序時(shí)，會(huì)把所有的bss全局變量清零。但為了保證程序的可移植性，最好能手工把這些變量初始化為0，這樣可以使這些變量都有個(gè)確定的初始值。
當(dāng)然了，作為全局變量，在整個(gè)程序的運(yùn)行周期內(nèi)，bss數(shù)據(jù)是一直存在的。
7.6初始化過的全局變量（.bss段）
與bss相比，data段就容易理解多了，看名稱就大概能知道它里面存放著數(shù)據(jù)。當(dāng)然，如果數(shù)據(jù)全是0，為了優(yōu)化考慮，編譯器會(huì)把它當(dāng)作bss處理。通俗地講，data段被用來存放那些初始化為非0值的全局變量。那么它又有什么特點(diǎn)呢，我們還是先來看看一個(gè)小程序的表現(xiàn)。
僅僅是把初始化的值改為非0值了，文件就變?yōu)?M多。由此可見，data類型的全局變量是既占文件空間，又占用運(yùn)行時(shí)內(nèi)存空間的。
同樣，作為全局變量，在整個(gè)程序的運(yùn)行周期內(nèi)，data數(shù)據(jù)也是一直存在的。
7.7 常量數(shù)據(jù)（.bss段）
rodata的意義同樣明顯，ro代表read only（只讀），rodata就是用來存放常量數(shù)據(jù)的。關(guān)于rodata類型的數(shù)據(jù)，要注意以下幾點(diǎn)。
由此可見，把在運(yùn)行過程中不會(huì)改變的數(shù)據(jù)設(shè)為rodata類型是有好處的。在多個(gè)進(jìn)程間共享，可以大大提高空間利用率，甚至能不占用RAM空間。同時(shí)由于rodata在只讀的內(nèi)存頁面中是受保護(hù)的，任何試圖對(duì)它進(jìn)行修改的行為都會(huì)被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這樣一來還可以提高程序的穩(wěn)定性。
字符串會(huì)被編譯器自動(dòng)放到rodata中，其他數(shù)據(jù)要放到rodata中，只需要為其加const關(guān)鍵字修飾即可。
7.8 代碼（.bss段）
text段存放代碼（如函數(shù)）和部分整數(shù)常量，它與rodata段很相似，相同的特性我們就不重復(fù)了，主要的區(qū)別在于text段是可以執(zhí)行的。
8 棧和堆
8.1棧
棧是用來存放臨時(shí)變量和函數(shù)參數(shù)的。將棧作為一種基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我并不感到驚訝；將其用來實(shí)現(xiàn)函數(shù)調(diào)用，也是大家司空見慣的作法。直到我試圖找到另外一種方式實(shí)現(xiàn)遞歸操作時(shí)，我才感嘆于棧的巧妙。要實(shí)現(xiàn)遞歸操作，不用棧不是不可能，只是找不出比使用棧更優(yōu)雅的方式。
通常情況下，棧是向下（低地址）增長的，每向棧中PUSH一個(gè)元素，棧頂就向低地址擴(kuò)展，每從棧中POP一個(gè)元素，棧頂就向高地址回退。這里有一些比較有意思的問題：在x86平臺(tái)上，棧頂寄存器為ESP，那么ESP的值是在PUSH操作之前修改呢，還是在PUSH操作之后修改呢？PUSH ESP這條指令會(huì)向棧中存入什么數(shù)據(jù)呢？據(jù)說x86系列CPU中，除了286外，都是先修改ESP，再壓棧的。由于286沒有CPUID指令，因此有的操作系統(tǒng)會(huì)用這種方法檢查286的型號(hào)。
要注意的是，存放在棧中的數(shù)據(jù)只在當(dāng)前函數(shù)及下一層函數(shù)中有效，一旦函數(shù)返回了，這些數(shù)據(jù)也就自動(dòng)釋放了，繼續(xù)訪問這些變量會(huì)造成意想不到的錯(cuò)誤。
8.2堆
堆是最靈活的一種內(nèi)存，它的生命周期完全由使用者控制。標(biāo)準(zhǔn)C提供以下幾個(gè)函數(shù)來使用堆內(nèi)存。
9 小結(jié)
本文通過一個(gè)簡單需求的完成過程講述了程序員應(yīng)具備的態(tài)度和技能，是程序員進(jìn)階的必經(jīng)之路。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的程序员成长之路(转)的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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