程序結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循7個證明原理，以確保程序的正確性、健壯性、靈活性、可重用和可讀性等。

　　　　1. 單純原理

　　　　所謂單純性原理是指變量或指針等的使用遵循單一化的原則，即為不同的用途使用不同的變量或指針。采用了單純原理，程序就可以明確的反映實際的問題。

　　　　如下面的程序，從一個文件中讀入數(shù)據(jù)放到另一個文件中：

　　　　FILE* fp = NULL;

　　　　fp = fopen(m_strSrcFilePath, “r“);

　　　　/* 讀數(shù)據(jù) */

　　　　fclose(fp);

　　　　/* 對數(shù)據(jù)進行處理 */

　　　　fp = fopen(m_strDesFilePath, “w“);

　　　　/* 寫數(shù)據(jù) */

　　　　同一個指針變量fp在一個子程序中被用來作為兩個不同文件的指針，雖然沒有錯誤，但容易造成對fp理解困難，所以最好這樣：

　　　　FILE* fpSrc = NULL; /* 源文件 */

　　　　FILE* fpDes = NULL; /* 目標(biāo)文件 */

　　　　fpSrc = fopen(m_strSrcFilePath, “r“);

　　　　/* 讀數(shù)據(jù) */

　　　　fclose(fp);

　　　　/* 對數(shù)據(jù)進行處理 */

　　　　fpDes = fopen(m_strDesFilePath, “w“);

　　　　/* 寫數(shù)據(jù) */

　　　 2. 同型原理

　　　 同型原理是指相同邏輯的地方應(yīng)該有相同的結(jié)構(gòu)；能復(fù)用的代碼就不要重寫，用宏或者子程序?qū)崿F(xiàn)。

　　　 例如下面這兩個循環(huán)：

　　　 for(i = 0; i m_aLinkMan.GetSize(); i++);

　　　 for(i = 0; i = m_aLinkMan.GetSize()-1; i++);

　　　 仔細一看，會發(fā)現(xiàn)這兩個循環(huán)其實是一樣的，但對它們?yōu)槭裁葱问讲煌瑫械劫M解，引起閱讀的障礙。

　　　　3. 對稱原理

　　　　對稱原理是指成對的操作應(yīng)該成對地出現(xiàn)，并且出現(xiàn)在對稱的位置上。比如：內(nèi)存的申請與釋放、文件的打開與關(guān)閉、if語句是否需要相應(yīng)的else語句等。各系統(tǒng)、組成成分或模塊都應(yīng)遵循對稱原理。

　　　　在Linux下，對稱原理主要表現(xiàn)為以下幾點：

　　　　malloc等分配內(nèi)存的函數(shù)和free函數(shù)必須成對出現(xiàn)，而且必須保證釋放掉指針不再被使用。

　　　　open/fopen等打開文件的函數(shù)和close/fclose函數(shù)必須成對出現(xiàn)，而且必須保證關(guān)閉的文件描述符或者流指針不再被使用。

　　　　使用signal或者sigaction設(shè)置信號處理程序時，應(yīng)該先保存舊的信號處理程序，等處理完畢進行恢復(fù)。

　　　　還有其他一些函數(shù)也必須成對使用，如mmap/munmap，pthread_mutex_init/ pthread_mutex_destroy，sem_init/sem_destroy等等。

　　　　對于程序中的模塊、函數(shù)，如有必要，也應(yīng)該保持對稱。

　　　　4. 層次原理

　　　　層次原理是形狀的層次美原理。例如，意識到事物的主從關(guān)系，前后關(guān)系，本末關(guān)系等層次關(guān)系，追求事物應(yīng)有的形態(tài)。必須使各個層次詳細化、數(shù)據(jù)抽象化。層次的規(guī)定要徹底。

　　　　例如有如下代碼：

　　　　struct p1 {};

　　　　struct p2 {

　　　　struct p1 *pp1;

　　　　struct p2 *pp2;

　　　　可以看出結(jié)構(gòu)體p1和p2之間又很明顯的層次關(guān)系，分配內(nèi)存時，應(yīng)先為pp2分配內(nèi)存，然后為pp2-pp1分配內(nèi)存；釋放時，應(yīng)該先釋放pp2-pp1的內(nèi)存，然后再釋放pp2的內(nèi)存。

　　　　再例如，進行多線程編程時，經(jīng)常會需要進行互斥或者是信號量操作。那么應(yīng)該先調(diào)用pthread_mutex_lock設(shè)置mutex進行互斥，然后再調(diào)用sem_wait進行信號量操作。若是順序弄反了，則會引入一個race condition，從而可能產(chǎn)生死鎖。

　　　　以上的例子只是比較簡單的情況，在程序中可能存在非常復(fù)雜的情況，要注意判別。

　　　　5. 線性原理

　　　　線性原理是指事物的形狀是由直線描繪出來的。例如，某個功能，是由幾個功能的重疊組合加以實現(xiàn)的。因此,在程序中應(yīng)該盡量不使用GOTO，SCHEDULE，POST/WAIT等功能。

　　　　6. 明證原理

　　　　邏輯的明證性原理，即應(yīng)該努力的說明一些不太清除的邏輯，并且使其具有說服力。

　　　　實例：檢查接收到的數(shù)據(jù)中帶有的數(shù)據(jù)序號的連續(xù)性。數(shù)據(jù)序號是用2個byte表示的，從0開始，之后每個遞增1，達到 0xffff后，再重頭開始。還有，在0xffff上加上1就會變成0。

　　　　* nowseq : 接受通知后的數(shù)據(jù)編號

　　　　* oldseq : 接受通知前的數(shù)據(jù)編號

　　　　* 已接受通知的數(shù)據(jù)編號，不等于接受通知前的數(shù)據(jù)編號加一，或者

　　　　* 被通知前的數(shù)據(jù)的編號為0xffff，現(xiàn)在已接受通知的編號不為0

　　　　if ((nowseq != oldseq + 1)　|| (oldseq == 0xffff　 nowseq != 0 )) {

　　　　　　錯誤處理;

　　　　這個程序好像是正確的，可是，它有很多否定形的邏輯式，所以比較難以理解。首先，用肯定形式（也就是正常的條件）表示，再加上”!”，作為錯誤的條件，這樣做可以使人放心。按照這樣的做法操作，程序會形成下述情況，比原本的程序易懂。

　　　　if (!((nowseq == oldseq + 1) || (nowseq == 0 oldseq == 0xffff))) {

　　　　　　錯誤處理;

　　　　原程序中有邏輯錯誤。也就是， nowseq是0，oldseq是0xffff的時候，滿足了if的第一個條件項的nowseq!=oldseq+1，所以雖然是正確的情況卻被當(dāng)成了錯誤。

　　　　7. 安全原理

　　　　安全原理是指意識到必然性的原理。例如，忽略沒有必然性或者含糊不清的地方，用安全的方法、思想來設(shè)計。

　　　　舉例，有調(diào)用程序(Caller)和被調(diào)用程序(Callee)，兩者間調(diào)用接口用的參數(shù)list是Ｐ。Caller沒有把Ｐ內(nèi)的Ｐi域中的初值設(shè)定為’0’，所以Callee側(cè)是異常操作。

　　　　這個故障是在修正程序的時候產(chǎn)生的，調(diào)查故障的原因，發(fā)現(xiàn)原程序中也有相同的調(diào)用部分，那里是正確的代碼。也就是說，把Ｐ全部清為０，（由此,Pi域的初值就設(shè)定為’0’ ），然后調(diào)用Callee。

　　　　修正程序，通過追加一個調(diào)用，修正的負責(zé)人模仿先前的調(diào)用部分，進行了編碼,認(rèn)為把Ｐ全體清為０是沒有必要的，（可能是想把程序的步驟減少），于是，Ｐ全體清０的步驟被省略了。可是，不幸的是， Pi中也混入了錯誤。

　　　　這個例子中的問題是沒有照搬正確操作的代碼。雖然曾經(jīng)把它清為０，可是不能保證之后它一直為０。使用前，把參數(shù)list清為０，是coding的基本原則。這樣做是安全的，所以符合安全原理。

原文作者所屬博客:樂走天涯