編程規(guī)范哪家強(qiáng) 我把Misra C講一講

俗語(yǔ)講，無(wú)規(guī)矩不成方圓，有敬畏才知行止。 

煌煌人世間，這邊是周吳鄭王，那邊廂何呂施張，大家遵守同一個(gè)規(guī)矩才能你來(lái)我往。 

國(guó)有國(guó)法，行有行規(guī)，每一行都要定出個(gè)規(guī)范和章程，才不至于天下熙熙，母鴨對(duì)公雞，天下攘攘，你推我也搡。 

貓有貓的道，夜里不睡覺(jué)，狗有狗的道，見(jiàn)樹(shù)就撒尿。電子工程師寫(xiě)代碼，耶耶切克鬧，編程規(guī)范就有好幾套。 

比如被美國(guó)佬視為眼中釘、怎么打也打不死的華為，有一套自己的C語(yǔ)言編程規(guī)范，開(kāi)篇便是大家風(fēng)范：清晰第一，簡(jiǎn)潔為美，頗有幾分道可道、非常道的玄妙。 

再比如被美國(guó)佬看做肉中刺，嚷嚷著連著Jack Ma一塊兒起訴的阿里，也有自己的一套編碼規(guī)范，雖然不局限于C語(yǔ)言，也妥妥的“風(fēng)清揚(yáng)”氣場(chǎng)，起范兒。 

這兩家都是中國(guó)IT行業(yè)的翹楚，搞一套自家的編程規(guī)范，有點(diǎn)振臂高呼，號(hào)召大家卷上一卷的意思。 

不過(guò)，沒(méi)有金剛鉆，就不攬那瓷器活。小公司固然沒(méi)能力，卻也沒(méi)意愿搞一套自家的編程規(guī)范，因?yàn)?/span>Misra C自有現(xiàn)成，做個(gè)善假于物也的君子，不亦樂(lè)乎？ 

1、Misra C是啥

“Misra C”是The Motor Industry Software Reliability Association C Coding Standard（汽車(chē)工業(yè)軟件可靠性聯(lián)合會(huì)制定的C編碼標(biāo)準(zhǔn)）的首字母縮寫(xiě)，最早的版本問(wèn)世于1998，是專(zhuān)門(mén)針對(duì)汽車(chē)工業(yè)軟件安全性的一種C語(yǔ)言編碼規(guī)范。 

想要進(jìn)宮，必先自宮，馬要拉車(chē)，得先閹割。也可以認(rèn)為，為了提高程序的可靠性和健壯性，Misra C這把手術(shù)刀對(duì)天馬行空的C語(yǔ)言特性進(jìn)行了無(wú)情的閹割。 

說(shuō)到這里，為了避免老表們產(chǎn)生不必要的誤解，不得不提上兩句。

華為和阿里編程規(guī)范的側(cè)重點(diǎn)實(shí)則與Misra C有所不同，它們的關(guān)注點(diǎn)并不在程序的健壯性這種“里子”，而在于統(tǒng)一代碼風(fēng)格這個(gè)“面子”。為的是將程序員代碼私產(chǎn)轉(zhuǎn)化為公產(chǎn)，以代碼的可讀性提高人員更迭對(duì)應(yīng)的可維護(hù)性和可重用性。 

里子很重要，面子當(dāng)然也很重要。因?yàn)椋?/span>代碼是軟件的最終體現(xiàn)形式，是將人的設(shè)計(jì)思維轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言的橋梁。它不僅要實(shí)現(xiàn)功能，被機(jī)器所讀懂，更重要的是，依照熟悉的代碼風(fēng)格和良好的可讀性，它可以清晰地向閱讀它的碼農(nóng)們表達(dá)設(shè)計(jì)思想。 

就跟現(xiàn)在上海的同胞既要捅嗓子又要捅鼻子一樣，代碼也得兩頭通！

這些代碼風(fēng)格如何，給大家?guī)讉€(gè)例子，自行體會(huì)一下吧。 

比如說(shuō)華為規(guī)定每行代碼不能超過(guò)120個(gè)字，阿里規(guī)定每行代碼不能超過(guò)80個(gè)字，再比如每個(gè)函數(shù)不能超過(guò)80行。。。 

這些根據(jù)顯示器上能夠容納的字符數(shù)和行數(shù)而針對(duì)代碼風(fēng)格進(jìn)行的規(guī)范，正是Misra C所不曾涉及的。 

Misra C不重形式，更重實(shí)質(zhì)，它所關(guān)注的是代碼的安全性、穩(wěn)定性、魯棒性。比如說(shuō)所有switch語(yǔ)句里都要有break，以防止意外發(fā)生時(shí)找不到處理分支。 

再比如說(shuō)，雖然使用遞歸能夠非常‘優(yōu)雅’地實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能，但是Misra C規(guī)定：一個(gè)函數(shù)不能直接或者間接地調(diào)用自己！ 

Anyway，華為阿里編程規(guī)范和Misra C的終極目的都是為了讓程序員寫(xiě)出一手好代碼，方向是一致的，道路是不同的。也可以說(shuō)： 

皓月當(dāng)空，以手指月，華為和阿里在乎的是那只手，而Misra C在乎的是那輪月。

2、Misra C的背景

黑格爾說(shuō)：凡是存在的，都是合理的。那么，誕生于上個(gè)世紀(jì)70年代初的C語(yǔ)言，怎么就在上個(gè)世紀(jì)末的時(shí)候，迎來(lái)了Misra C這么個(gè)婆婆？ 

或者說(shuō)，Misra C的合理性在哪兒？這個(gè)婆婆，看不上C大姐哪一點(diǎn)了？ 

C語(yǔ)言身材苗條（結(jié)構(gòu)緊湊）、能說(shuō)會(huì)道（表達(dá)能力強(qiáng)）、溫順體貼（靈活性強(qiáng)），在嵌入式碼農(nóng)這個(gè)圈圈里，很是招人喜歡。 

碼農(nóng)們喜歡換著花樣擺弄C語(yǔ)言，有時(shí)還會(huì)故意使用一些花里胡哨的特性。但是，正如張無(wú)忌他媽說(shuō)過(guò)‘越是漂亮的女人越會(huì)騙人’一樣，越是靈活的特性，越會(huì)導(dǎo)致粗心大意的編碼人員寫(xiě)出危險(xiǎn)的代碼。 

梅西說(shuō)：“我不是天生強(qiáng)大，我只是天生要強(qiáng)”。灑家說(shuō)：“C語(yǔ)言并非天生安全，它只是天生就帶著缺陷”。 

所以，為了對(duì)治C語(yǔ)言先天的固有缺陷，Misra C橫空出世，針砭C弊。 

金庸老爺子說(shuō)：萬(wàn)物相生相克，凡是毒物，七步之內(nèi)必有解****。C語(yǔ)言先天帶毒，自然有Misra C來(lái)跟它相愛(ài)相殺一番。 

最初，Misra C只面向汽車(chē)行業(yè)，針對(duì)的是汽車(chē)行業(yè)的嵌入式開(kāi)發(fā)，后來(lái)，從MISRA-C:2004開(kāi)始，它便擴(kuò)大了覆蓋范圍，面向其它高安全性系統(tǒng)了。 

畢竟，都是嵌入式，都在搞C代碼開(kāi)發(fā)，大哥能比二哥好哪去？所以，Misra C的觸角迅速延伸到安全性至關(guān)重要的許多其他應(yīng)用領(lǐng)域，搞起了獨(dú)樂(lè)樂(lè)不如眾樂(lè)樂(lè)的大生態(tài)。 

周公制禮，天下歸心。規(guī)矩，是讓人心安的，Misra C，也可以讓嵌入式行業(yè)的一眾用戶(hù)心安。

3、Misra C規(guī)則原因解讀

Misra C的規(guī)則干巴巴，看官看著打哈哈。 

網(wǎng)上有不少對(duì)Misra C規(guī)則的解讀，無(wú)需灑家再置喙。灑家是覺(jué)得，規(guī)則解讀固然重要，但更重要的是，搞清楚Misra C制定這些規(guī)則的原因，咱不僅要知其然，更要知其所以然。

3.1 靈活是陷阱

C語(yǔ)言的靈活性是讓碼農(nóng)對(duì)之愛(ài)不釋手的原因之一，但是，汝之蜜糖，彼之砒霜。對(duì)高手而言，靈活的編程方式和語(yǔ)法規(guī)則是他們發(fā)揮高超水平的蜜糖，對(duì)菜鳥(niǎo)來(lái)說(shuō)，便成了處處挖坑的砒霜。 

比如if(val++)和if(++val) 這兩種寫(xiě)法里，它可以同時(shí)把if語(yǔ)句和val的累加操作結(jié)合在一起，對(duì)高手而言，能省掉一行代碼，確實(shí)很靈活，但有時(shí)卻會(huì)違背了菜鳥(niǎo)碼農(nóng)的本意。 

因?yàn)檫@里面有兩個(gè)陷阱。 

其一，前種寫(xiě)法是先用當(dāng)前val進(jìn)行判斷，再讓val累加，后一種寫(xiě)法則是先讓val累加，再用累加后的val判斷。 

此外，如果val是個(gè)指針，菜鳥(niǎo)又可知，這些累加并非加一，而是加上指針本身的長(zhǎng)度呢？ 

所以，靈活性是一把雙刃劍，刀刃向內(nèi)還是向外全憑本事。 

正所謂：二八佳人體似酥，你要是沒(méi)那金剛杵，她就暗里教君骨髓枯。

3.2 C語(yǔ)言的運(yùn)行時(shí)檢查能力較弱

灑家曾經(jīng)寫(xiě)過(guò)一段時(shí)間的Java，剛開(kāi)始寫(xiě)時(shí)，便對(duì)它能動(dòng)態(tài)檢查數(shù)組越界贊不絕口，啥時(shí)候C代碼也能這樣該有多好？就拿下面來(lái)說(shuō)， 

uint8_t Val[10];

…

Val[idx] = 0; 

若是運(yùn)行時(shí)idx =10，Val[idx] = 0這個(gè)操作便會(huì)直接越界到和Val相鄰的變量（假設(shè)為Ino）那里。 

假設(shè)您在別的地方給Ino賦了值，根據(jù)其值執(zhí)行不同的動(dòng)作邏輯，本來(lái)一切歲月靜好，結(jié)果神不知、鬼不覺(jué)，Ino好端端地突變成了0，您還不得直呼見(jiàn)鬼了！ 

這種bug，來(lái)無(wú)影去無(wú)蹤，一下就挖個(gè)大深坑。你左看看，右瞧瞧，怎么也想不到是鄰居甩的刀！

3.3 電腦的行為同程序員預(yù)期的不同

被baby甩掉的黃曉明曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“我不要你覺(jué)得，我要我覺(jué)得。。?！?/span> 

在C代碼里，也經(jīng)常出現(xiàn)程序員以為這樣，而電腦卻以為那樣的情況。 

比如說(shuō)您寫(xiě)了下面三行代碼：

uint8_t  Pres;

uint16_t Ev_pres;

Ev_pres = (uint16_t)((uint32_t)(Pres * 350) / 255); 

您自認(rèn)并非菜鳥(niǎo)，自以為然地在心中嘀咕著：“菜鳥(niǎo)們應(yīng)該想不到，這里面的奧妙之處在于Pres * 350的結(jié)果可能會(huì)超出uint16_t的上限65535，數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生截?cái)?，所以，把這個(gè)結(jié)果加個(gè)(uint32_t)就萬(wàn)無(wú)一失了。” 

可是，你以為這樣，老板就給你加雞腿了？加個(gè)棒槌！ 

因?yàn)?/span>，如果Pres=200，你以為Ev_pres=200*350/255=274，但電腦運(yùn)行后的結(jié)果卻是Ev_pres=17。 

為什么呢？聰明的讀者可能看出來(lái)了，問(wèn)題出在(uint32_t)(Pres * 350)這里，Pres * 350在數(shù)據(jù)截?cái)嘀笤?/span>(uint32_t)已經(jīng)沒(méi)有意義了，應(yīng)該改成下面這種寫(xiě)法：

Ev_pres = (uint16_t)((uint32_t)Pres * 350 / 255); 

這個(gè)例子也說(shuō)明，要想和電腦哥倆好，括號(hào)的位置很重要！

總結(jié)：

搞電子的都知道，代碼寫(xiě)得好，調(diào)試的活就能省不少，代碼寫(xiě)得糟，調(diào)試時(shí)踩的坑少不了。 

所以，按捺住那顆蠢蠢欲動(dòng)的心，老老實(shí)實(shí)地遵循規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，就能少埋坑，少踩雷，切切實(shí)實(shí)地碼出質(zhì)量，碼出穩(wěn)定性來(lái)。 

筒子們，加油！