【C语言学习笔记】：安全性

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

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。