編程規(guī)范哪家強(qiáng) Misra C姊妹篇再上場

據(jù)說，在中國的演藝界，有兩個(gè)圈最講究規(guī)矩了。 

一個(gè)是小品圈，以東北王為代表，一個(gè)頭磕到地上，便入了趙家門，得守趙氏家法。 

還有一個(gè)便是相聲界，長幼尊卑更是秩序森嚴(yán)，跟師父鬧掰便是叛出師門，在相聲界基本上便沒有了立足之地。 

還有便是軍隊(duì)，更是紀(jì)律嚴(yán)明，講究個(gè)戰(zhàn)前且莫議論紛紛，開戰(zhàn)便要萬眾一心。因?yàn)?，主帥有令，將士效命，才能攻無不克，戰(zhàn)無不勝。您不信？君不見，楊主簿啃著雞肋上斷頭臺否？ 

編程這種“小事”，同樣也得守規(guī)矩！

1、編程規(guī)范的重要性

之前，灑家寫過一篇《編程規(guī)范哪家強(qiáng) 我把Misra C講一講》，大致講了Misra C誕生的背景及其規(guī)則背后的原因。今天，灑家不惜筆墨，苦口婆心，跟大家談一談編程規(guī)范的重要性。 

孔老夫子總結(jié)自己一生時(shí)曾曰：“吾十有五而志于學(xué)，三十而立，四十而不惑，五十而知天命，六十而耳順，七十而從心所欲，不逾矩。” 

西方人秉承Follow your heart，搞得毒品泛濫，小姐滿大街?？桌戏蜃訁s能做到“從心所欲，不逾矩”，為什么？ 

因?yàn)椋?dāng)持戒成為一種習(xí)慣，不逾矩便成了從心所欲的自然。持守戒律、遵守規(guī)矩非但不會處處束縛你，反而讓你在道德準(zhǔn)則、社會秩序允許的范圍內(nèi)得到了最大程度的自由。那些淺薄的西方人，是把這個(gè)邏輯搞反了呀！ 

風(fēng)箏是自由的，是因?yàn)橛懈€，讓它既能翱翔于九天，又能隨時(shí)隨刻被拉牽?；疖囀亲杂傻?，是因?yàn)橛幸浑p鐵軌，讓它既能風(fēng)馳電掣越千山，又能平平穩(wěn)穩(wěn)進(jìn)車站。代碼是自由的，是因?yàn)橛幸?guī)范，讓它既能把您的所思所想付諸實(shí)踐，又能避免翻車，給你瞎搗亂。 

對于寫代碼來說，編程規(guī)范不會限制自由，它只會限制滋生的混亂。 

一個(gè)不遵循規(guī)范的代碼不僅僅虱子多了真犯愁，bug多了直撓頭，還會在閱讀、修改、維護(hù)上會遇到理解上的障礙。 

對于剛上手不久的菜鳥級碼農(nóng)來說，遵循規(guī)范意味著嚴(yán)格的自律、小心翼翼和偏執(zhí)，但這能減少bug和隱患。而且，一旦養(yǎng)成了習(xí)慣，習(xí)慣就變成了自然，這時(shí)候，不符合規(guī)則的代碼一入你的法眼，你就不由自主地要把它改掉，讓這些不規(guī)矩的代碼快滾蛋。 

對一個(gè)組織而言，遵守統(tǒng)一的編程規(guī)范意味著書同文、車同軌，就像月老的紅絲線，把大家伙的心兒緊相連，從而大幅提高協(xié)作效率，真正做到團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)。

2、面向可靠性/安全的設(shè)計(jì)規(guī)范

這世上有一個(gè)神奇的二八定律，比方說20%的人掌握著世界上80%的財(cái)富，20%的人干著80%的活。。。 

干過大批量量產(chǎn)電子產(chǎn)品的攻城獅們還發(fā)現(xiàn)，20%的時(shí)間能干成80%的活，接下來要用80%的時(shí)間，把剩下20%的細(xì)節(jié)好好打磨。 

之所以如此，是因?yàn)檫@些產(chǎn)品在上市前需要經(jīng)過研發(fā)團(tuán)隊(duì)非常嚴(yán)苛的反復(fù)測試。為什么要反復(fù)測試？不要問，問就是不懂！難不成，出了問題，你能牛得像特斯拉那樣非但拒絕認(rèn)錯(cuò)，還要教育教育用戶？ 

那么，“嚴(yán)苛”在哪里？“反復(fù)測試”些什么呢？除了正常邏輯、常規(guī)條件，還需要反復(fù)測試Corner case（邊界條件/邊角案例）！ 

佛說，萬事萬物，因緣和合而生，因緣別離而滅。大部分條件下，因緣和合，產(chǎn)品穩(wěn)定運(yùn)行，但一旦超過了某個(gè)臨界點(diǎn)，滿足了邊界條件，如果處理失當(dāng)，就可能因緣別離，功能失常了。 

何謂邊界條件？其定義并不統(tǒng)一，從實(shí)際應(yīng)用來講，一般是指很少發(fā)生的情景、參數(shù)異常、噪聲或者極端情況。開發(fā)產(chǎn)品需要充分考慮邊界條件，或施加約束，針對處理，或圍住撈凈，避免漏網(wǎng)，它會直接關(guān)乎到產(chǎn)品的可靠性和功能安全。 

但是，產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計(jì)出來的，而非靠測試測出來。在最初的設(shè)計(jì)階段就納入功能安全的理念，才能強(qiáng)本固基，扎下可靠性的底盤。 

對于內(nèi)嵌C代碼的電子產(chǎn)品而言，可靠性/功能安全和代碼的靈活性卻往往是一體兩面，王不見王，二龍不相見。C語言的靈活性，可以助力高手鬼斧神工，天外飛仙，也能讓菜鳥處處挖坑，埋下風(fēng)險(xiǎn)。 

凡事皆是破壞容易建設(shè)難，在靈活的語言特性下，要把程序寫糟很容易，想寫好卻很難。如果沒有一個(gè)嚴(yán)格、安全的設(shè)計(jì)規(guī)范來把關(guān)，很容易把代碼寫爛。 

Misra C，正是為了對治C語言的靈活性、提高代碼的可靠性橫空出世的尚方寶劍。 

Misra C的規(guī)則，大多來自一線工程師/專家多年的編程實(shí)踐，提煉于多年軟件設(shè)計(jì)的教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)。一時(shí)理解不了，也是正常表現(xiàn)，您只需多多編程實(shí)戰(zhàn)，切不可自以為是，兩眼朝天。 

畢竟，法律條文都會看，但只有羅老師的粉絲過千萬！

3、MISRA-C 規(guī)則分類及舉例

務(wù)虛務(wù)實(shí)，相得益彰，上點(diǎn)干貨，才見真章。下面跟大家分享，Misra C針對C語言的籬笆下的一些樁。

 3.1 被誤解的語言特性

3.1.1 char只用作字符

畢達(dá)哥拉斯學(xué)派有一句名言：萬物皆數(shù)。生于俄羅斯的我國大詩仙李白對此深有體會，因?yàn)樗哉Z：白發(fā)三千丈，緣愁似個(gè)長？也曾大聲驚呼：飛流直下三千尺，疑是銀河落九天。 

詩仙何以不識數(shù)？因?yàn)?，在他的慧眼里，?shù)不是數(shù)，是帶著詩情畫意的字符。在計(jì)算機(jī)的世界里，也有這樣一個(gè)獨(dú)特的數(shù)據(jù)類型char，你也不要把它當(dāng)成數(shù)，而要當(dāng)成字符。 

首先，這意味著它的取值區(qū)間是[-128,127]，其次，char型應(yīng)該只用做“字符”，不要當(dāng)成“數(shù)字”來用?？纯聪旅孢@個(gè)例子： 

char i;

i = 131;

if(i > 130){

    Fun();

}

會如你所愿地執(zhí)行Fun()嗎?當(dāng)然，不會！ 

所以，Misra C規(guī)則5.1規(guī)定，“單純的char類型只能用于存儲和使用字符值”。  

3.1.2自動(dòng)變量不會自動(dòng)初始化

先上個(gè)例子：

uint8_t Fun(void)

{

    uint8_t i;

    ...

    if(0 == i){

        Fun2();

    }

} 

同樣，不會執(zhí)行Fun2()。 

很多人會自以為是地想，科技在發(fā)展，時(shí)代在進(jìn)步，現(xiàn)在的開發(fā)環(huán)境這么友好，它肯定會把變量i自動(dòng)賦值為0的吧？ 

答案是No! 在C語言里，只有全局變量和靜態(tài)局部變量會默認(rèn)賦值為0，非靜態(tài)的局部變量隨機(jī)賦值，所以，Misra C規(guī)則9.1規(guī)定：所有自動(dòng)變量在使用前都應(yīng)該被賦值！ 

3.2 增強(qiáng)程序的清晰

3.2.1 定義清晰的數(shù)據(jù)類型

應(yīng)該使用指示了大小和符號的typedef 以代替基本數(shù)據(jù)類型，灑家在16位單片機(jī)上定義的常用類型如下：

typedef signed char    sint8_t;

typedef unsigned char  uint8_t;

typedef signed int      sint16_t;

typedef unsigned int   uint16_t;  

typedef float          float32_t;

typedef unsigned long  uint32_t;  

3.2.2 不要使用逗號運(yùn)算符

比如下面這段代碼占了5行：

if(TRUE == Val){

    motor->pointer = 0;

    motor->pointer_old = 0;

    motor->cmd_dir = CLKWISE;

}

有的偏執(zhí)狂為了精簡行數(shù)，改成下面這樣的兩行：

if(TRUE == Val)

motor->pointer = 0, motor->pointer_old = 0, motor->cmd_dir = CLKWISE;

好多人get不到這種方式的缺點(diǎn)。想想一個(gè)場景，如果這是你從別人手中接手的代碼，看著怪不怪？是不是懷疑哪個(gè)逗號搞錯(cuò)了，應(yīng)該改成分號來著？

這背后，是律己從寬、料敵從嚴(yán)的人性??！ 

3.3杜絕奇技淫巧-笨拙則魯棒

對工程師來說，天才的設(shè)計(jì)是真正的浪漫。在自己得意的作品中留下一些小心思，是碼農(nóng)們對庸常生活的一種反抗。 

于是，各種花哨的小動(dòng)作就出現(xiàn)在了本該嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木幋a實(shí)踐中。舉個(gè)例子：

uint8_t *** ptr;

指向xx的指針的指針的指針，多燒腦，多“美妙”。 

可是，君子藏器于身，以鈍示人，以鋒策己。搞得這么花里胡哨，真以為過了一段時(shí)間自己能記牢？

3.4 不要依賴編譯器

不要過分依賴C表達(dá)式中的運(yùn)算符優(yōu)先規(guī)則

比如下面這個(gè)程序：

uint8_t  ial,iah;

uint16_t ia; 

ia = ial + iah << 8; 

初衷很簡單，將兩個(gè)八位數(shù)據(jù)連接成一個(gè)16位數(shù)據(jù)。上面的錯(cuò)誤在哪里？‘+’的優(yōu)先級大于‘<<’，所以應(yīng)該改成下面這種形式： 

ia = ial + (iah << 8); 

不知不覺，文章就變得又臭又長了。收工！

文：三少爺