Qt的编程风格与规范

来源: http://blog.csdn.net/qq_35488967/article/details/70055490

参考资料：

1. https://wiki.qt.io/Qt_Contribution_Guidelines
2. https://wiki.qt.io/Qt_Coding_Style
3. https://wiki.qt.io/Coding_Conventions
4. https://community.kde.org/Policies/Library_Code_Policy
5. https://wiki.qt.io/UI_Text_Conventions
6. https://wiki.qt.io/API_Design_Principles
7. http://doc.qt.io/qt-5/qml-codingconventions.html
8. https://google.github.io/styleguide/cppguide.html

变量声明

• 声明每一个变量都要用独立的一行
• 避免短的或无意义的命名
• 单个字符的变量名只适用于用来计数的临时变量，因为此时该变量的用途十分明显
• 当一个变量被用到时再声明它

 // Wrong
 int a, b;
 char *c, *d;

 // Correct
 int height;
 int width;
 char *nameOfThis;
 char *nameOfThat;

变量一般命名法

• 变量名和函数名以小写字母开头，开头之后的部分每个单词以大写字母开头
• 避免使用缩写

// Wrong
 short Cntr;
 char ITEM_DELIM = ‘ ‘;

 // Correct
 short counter;
 char itemDelimiter = ‘ ‘;

变量在Qt中的命名

• 类名以大写字母开头，公开类以Q开头，紧跟大写字母；公用函数以q开头。（此为Qt内部规范，我们可不遵守）
• 首字母缩写词出现在命名中，采用驼峰命名法，如QXmlStreamReader,而不是QXMLStreamReader（即只有第一个字母大写）

空白行与空格的使用

• 用空行在适当的地方划分代码块
• 总是只用一个空行
• 在关键词和花括号之间总是只用一个空格符

 // Wrong
 if(foo){
 }

 // Correct
 if (foo) {
 }

指针的书写规范

• 对于指针或引用，在类型名和或&之间用一个空格，但是在或&和变量名之间没有空格

 char *x;
 const QString &myString;
 const char * const y = "hello";

二元操作符

• 二元操作符的左右都要有空格
• 二元操作符对待它的两个参数是同样对待的，只是在该操作符是类外的操作符
• 例如QLineF有它自己的==操作符

QLineF lineF;
QLine lineN;

if (lineF == lineN) // Ok,  lineN is implicitly converted to QLineF
if (lineN == lineF) // Error: QLineF cannot be converted implicitly to QLine, and the LHS is a member so no conversion applies

逗号

• 逗号左边没有空格，逗号右边有一个空格

  #include <QApplication>
  #include <QMessageBox>

  int main(int argc, char *argv[])
  {
      QT_REQUIRE_VERSION(argc, argv, "4.0.2")

      QApplication app(argc, argv);
      ...
      return app.exec();
  }

分号

• 分号左边没有空格，分号作为语句的结束符，其右边一般不再有内容

  struct Point2D
  {
      int x;
      int y;
  };

井号

• #号右边没有空格

  #include <QtGlobal>

  #if (QT_VERSION >= QT_VERSION_CHECK(5, 0, 0))
  #include <QtWidgets>
  #else
  #include <QtGui>
  #endif

引号

• 左引号的左边和右引号的右边都有一个空格，左引号的右边和右引号的左边都没有空格
• 如果右引号右边是又括号的话，它们之间没有空格

qDebug() << Q_FUNC_INFO << "was called with value1:" << value1 << "value2:" << value2;

QT_REQUIRE_VERSION(argc, argv, "4.0.2")

cast

• cast后无须空格

 // Wrong
 char* blockOfMemory = (char* ) malloc(data.size());

 // Correct
 char *blockOfMemory = reinterpret_cast<char *>(malloc(data.size()));

• 避免C语言的casts，尽量用C++的casts (static_cast, const_cast, reinterpret_cast)。 reinterpret_cast 和 C风格的cast用起来都是危险的，但至少 reinterpret_cast 不会把const修饰符去掉。
• 涉及到QObjects或重构自己的代码时，不要使用dynamic_cast,而是用qobject_cast，例如在引进一个类型的方法时。
• 用构造函数去cast简单类型,例如：用int(myFloat)代替(int)myFloat

语句

• 不要在一行写多条语句
• 另起一行写控制流语句的定义

 // Wrong
 if (foo) bar();

 // Correct
 if (foo)
     bar();

花括号写法

• 使用紧贴括号：左括号和语句的开头在同一行，如果右括号是紧跟在一个关键词之后的，则右括号和该关键词在同一行

 // Wrong
 if (codec)
 {
 }
 else
 {
 }

 // Correct
 if (codec) {
 } else {
 }

• 例外：函数的实现和类的声明中，左括号总是在一行的开头

 static void foo(int g)
 {
     qDebug("foo: %i", g);
 }

 class Moo
 {
 };

• 当条件语句的执行部分多于一句的时候才使用花括号

 // Wrong
 if (address.isEmpty()) {
     return false;
 }

 for (int i = 0; i < 10; +‘‘i) {
     qDebug("%i", i);
 }

 // Correct
 if (address.isEmpty())
     return false;

 for (int i = 0; i < 10;i)
     qDebug("%i", i);

花括号用途

• 例外1：如果父语句占有多行，或经过多层封装，子语句要用到花括号

 // Correct
 if (address.isEmpty() || !isValid()
     || !codec) {
     return false;
 }

• 例外2：对称原则：在if-else语句块中，如果if或else中的一个包含了多行，另一个为了对称性原则，也要用花括号

 // Wrong
 if (address.isEmpty())
     qDebug("empty!");
 else {
     qDebug("%s", qPrintable(address));
     it;
 }

 // Correct
 if (address.isEmpty()) {
     qDebug("empty!");
 } else {
     qDebug("%s", qPrintable(address));
     it;
 }

 // Wrong
 if (a)
     …
 else
     if (b)
         …

 // Correct
 if (a) {
     …
 } else {
     if (b)
         …
 }

• 当条件语句的执行体是空语句的时候，用一个花括号

 // Wrong
 while (a);

 // Correct
 while (a) {}

圆括号

• 圆括号用来给语句分组

 // Wrong
 if (a && b || c)

 // Correct
 if ((a && b) || c)

 // Wrong
 a + b & c

 // Correct
 (a + b) & c

Switch 语句

• case标签和switch在同一列
• 每一个case语句的末尾都要有一个break语句或return语句，除非因功能需要故意不加或另外一个case是紧跟上一个case的。

 switch (myEnum) {
 case Value1:
   doSomething();
   break;
 case Value2:
 case Value3:
   doSomethingElse();
   // fall through
 default:
   defaultHandling();
   break;
 }

跳转语句

• 包括：break, continue, return, and goto
• 不要在跳转关键词后边加else

// Wrong
 if (thisOrThat)
     return;
 else
     somethingElse();

 // Correct
 if (thisOrThat)
     return;
 somethingElse();

• 例外：如果这段代码是固有的对称结构，用else实现视觉上的对称也是可以的

换行

• 每行代码不多于100个字符；若有必要，用括号括起来
• 逗号在行尾。操作符在新行的开头位置，这是因为编辑器过窄的话，操作符在行尾容易看不见
• 换行时尽量避免行于行之间看起来参差不齐

 // Wrong
 if (longExpression +
     otherLongExpression +
     otherOtherLongExpression) {
 }

 // Correct
 if (longExpression
     + otherLongExpression
     + otherOtherLongExpression) {
 }

一般例外与Artistic style选项

• 一般例外：当严格遵守一条规范会让你的代码看起来很糟糕时，废弃这条规范
• 用astyle格式化代码时的选项

--style=kr
--indent=spaces=4
--align-pointer=name
--align-reference=name
--convert-tabs
--attach-namespaces
--max-code-length=100
--max-instatement-indent=120
--pad-header
--pad-oper

• 例如，你可以这样用以上的代码

    int foo = some_really_long_function_name(and_another_one_to_drive_the_point_home(
            first_argument, second_argument, third_arugment));

C++特性

• 不要使用异常处理
• 不要使用运行时类型识别
• 理智地使用模板，不要仅仅因为你会用就去用

Qt源码中的规范

• 所有代码都是ascii，使用者如果不确定的话，只可能是7字节
• 每一个QObject的子类都必须有Q_OBJECT宏，即使这个类没用到信号或槽。否则qobject_cast将不能使用
• 在connect语句中，使信号和槽的参数规范化（参看 QMetaObject::normalizedSignature），可以加快信号/槽的查找速度。可以使用qtrepotools/util/normalize规范已有代码

包含头文件

• 用#include

 #include <qstring.h> // Qt class

 #include <new> // STL stuff

 #include <limits.h> // system stuff

• 如果你想包含qplatforms.h，把它作为第一个被包含的头文件
• 如果你想包含私有头文件，要十分小心。使用以下的语法而不用管whatever_p.h属于哪个模块在哪个文件目录下

 #include <private/whatever_p.h>

编译器/平台特定问题

• 使用三目运算符 ？时要特别小心，如果每次的返回值的类型可能不一样的话，一些编译器会在运行时生成冲突的代码（此时编译器甚至不会报错）

 QString s;
 return condition ? s : "nothing"; // crash at runtime - QString vs. const char *

• 要特别小心对齐问题。无论何时，当一个指针被cast后的对齐数是增加的时候，它都可能会崩溃。例如一个const char 被cast成了const int，当cast之后的数字不得不在2或4个字节之间对齐时，指针就会在机器上崩溃。
• 使用一个union强迫编译器正确地对齐变量，示例如下，你可以确定AlignHelper中所有的实例都和int边界对齐了

 union AlignHelper {
     char c;
     int i;
 };

• 任何需要需要执行构造函数或相关代码进行初始化的实例，都不能用作库代码中的全局实例。因为当构造函数或代码将要运行的时候，该实例还没有被定义（在第一次调用该实例时，在加载库时，在执行main()之前）

 // global scope
 static const QString x; // Wrong - default constructor needs to be run to initialize x
 static const QString y = "Hello"; // Wrong - constructor that takes a const char * has to be run
 QString z; // super wrong
 static const int i = foo(); // wrong - call time of foo() undefined, might not be called at all

• 你可以按照下面的方法去做：

 // global scope
 static const char x[] = "someText"; // Works - no constructor must be run, x set at compile time
 static int y = 7; // Works - y will be set at compile time
 static MyStruct s = {1, 2, 3}; // Works - will be initialized statically, no code being run
 static QString *ptr = 0; // Pointers to objects are ok - no code needed to be run to initialize ptr

• 用Q_GLOBAL_STATIC定义全局实例

 Q_GLOBAL_STATIC(QString, s)

 void foo()
 {
     s()->append("moo");
 }

• char型变量是有符号的还是无符号的取决于它运行环境的架构。如果你明确地想使用一个signed或unsinged char，就使用signed char或unsigned char。以下代码运行在把char默认为无符号的平台上时，其条件判断恒为真。

 char c; // c can‘t be negative if it is unsigned
/********/
/*******/
 if (c > 0) { … } // WRONG - condition is always true on platforms where the default is unsigned

• 避免64位的枚举值
  • 嵌入式应用系统二进制接口将所有的枚举类型的值硬编码成32位int值
  • 微软的编译器不支持64位的枚举值

编程美学

• 偏爱用枚举值定义常量而非用const int或defines
  • 枚举值会在编译时被编译器用实际值替换掉，因而运行时得出结果的速度更快
  • defines不是命名空间安全的（并且看起来很丑）
• 偏爱使用冗长而详细的参数名
• 当重新实现一个虚方法时，不要在头文件中用virtual关键字，在Qt5中，用 Q_DECL_OVERRIDE宏在函数声明之后，分号之前注解它。

避免出现的事

• 不要继承模版/工具类
  • 其析构函数不是虚函数，会导致潜在的内存泄漏
  • 其符号不是导出的（not exported）,会导致符号冲突

// 例如：A库有以下代码
class Q_EXPORT X: public QList<QVariant> {};

//B库有以下代码
class Q_EXPORT Y: public QList<QVariant> {};

这样，QList的符号就被导出了两次

• 不要把const-iterator和none-const iterator搞混。

 for (Container::const_iterator it = c.begin(); it != c.end(); ++it) // W R O N G
 for (Container::const_iterator it = c.cbegin(); it != c.cend(); ++it) // Right

• Q[Core]Application 是一个单例类。同一时间只能有一个实例在运行，但是这个实例可以被销毁，新的实例将可以被创建，如下的代码容易产生崩溃

 static QObject *obj = 0;
 if (!obj)
     obj = new QObject(QCoreApplication::instance());

• 当QCoreApplication application被销毁时，obj成为了迷途指针(野指针)，可以用 Q_GLOBAL_STATIC 和qAddPostRoutine清理
• 为了尽可能地支持静态关键词，避免使用匿名命名空间。编译单位内的一个静态名称可以保证它是一个内部连接。而一个位于匿名命名空间的名称，C++规定它是一个外部链接。

二进制和源兼容性

• 定义
  • Qt 4.0.0是一个主版本，Qt 4.1.0是一个微调版本，Qt 4.1.1是一个补丁版本。
  • 在此之后的版本：代码链接到之前版本的库可以运行
  • 在此之前的版本：代码链接到一个新版本的库只对旧版本的库能工作。
  • 源码兼容性：源码在不修改的情况下进行编译
• 微调版本保持向后的二进制兼容性
• 补丁版本保持向后和向前的二进制兼容性 
  • 不要增加或去掉任何公共API（例如公共的函数，公有/保护/私有的方法）
  • 不要重新实现方法（甚至不要修改内连方法，也不要修改保护/私有方法）
• 当继承一个QWidget的子类时，总是要去重写event(),即使它是空的。这将使你的widget类可以被操作而不破坏其二进制兼容性
• 所有从Qt中导出的方法，必须以q或Q开头。用autotest符号检测是否存在违反此规则的情况。（此为Qt本身要求的规范，我们不需要严格执行。）

命名空间

• 请记住，Qt中，除了Tests和WibKit，全部都是处在命名空间中的代码

float值

• 没有float值之间的比较
  • 用qFuzzyCompare去和delta比较其值
  • 用qIsNull去判断float值是不是二进制0，而不是和0.0比较。

[static] bool qFuzzyCompare(double p1, double p2)
// Instead of comparing with 0.0
qFuzzyCompare(0.0,1.0e-200); // This will return false
// Compare adding 1 to both values will fix the problem
qFuzzyCompare(1 + 0.0, 1 + 1.0e-200); // This will return true

虚方法

• 不要在子类中隐藏父类的虚方法：假设A类中有个virtual int val()方法，以下代码是不规范的。

 class B: public A
 {
     using A::val;
     int val(int x);
 };

宏定义

• 在操作一个预处理器之前，先判断它是否被定义

 #if Foo == 0  // W R O N G
 #if defined(Foo) && (Foo == 0) // Right
 #if Foo - 0 == 0 // Clever, are we? Use the one above instead, for better readability

类的成员命名

• 成员变量一般为名词
• 函数成员一般为动词/动词+名词，但是当动词为get时，get常常省略。当返回值为Bool型变量时，函数名一般以前缀’is’开头

public:
    void setColor(const QColor& c);
    QColor color() const;
    void setDirty(bool b);
    bool isDirty() const;

private Q_SLOTS:
    void slotParentChanged();

定义私有类

//.h文件
class KFooPrivate;
class KFoo
{
public:
    /* public members */
private:
    const QScopedPointer<KFooPrivate> d;
};

//.cpp文件
class KFooPrivate
{
    public:
        int someInteger;
};

KFoo::KFoo() : d(new KFooPrivate)
{
    /* ... */
}

KFoo::~KFoo()
{
 // You must define a non-inline destructor in the .cpp file, even if it is empty
 // else, a default one will be built in placed where KFooPrivate is only forward
 // declare, leading to error in the destructor of QScopedPointer
}

标记(flags)

• 避免使用无意义的bool型参数，以下是糟糕的例子

static QString KApplication::makeStdCaption( const QString &caption,
                                             bool withAppName,
                                             bool modified);

• 解决方案是用QFlags。即使其中只有一个值，也建议这么做，这将允许你以后很方便地添加更多的值并且保持二进制兼容性。
• 示例如下：

class KApplication
{
public:
    /* [...] */
    enum StandardCaptionOption {
        /**
         * Indicates to include the application name
         */
        WithApplicationName = 0x01,
        /**
         * Note in the caption that there is unsaved data
         */
        Modified = 0x02
    };
    Q_DECLARE_FLAGS(StandardCaptionOptions,
                    StandardCaptionOption)

    /**
     * Builds a caption using a standard layout.
     *
     * @param userCaption The caption string you want to display
     * @param options a set of flags from MakeStandartCaptionOption
     */
    static QString makeStandardCaption(const QString& userCaption,
       const StandardCaptionOptions& options = WithApplicationName);
    /* [...] */
};
Q_DECLARE_OPERATORS_FOR_FLAGS(KApplication::StandardCaptionOptions)

常引用

• 每一个对象，只要它不是基础类型(int, float, bool, enum, or pointers)，都应该以常量引用的形式传递。这条使得代码运行得更快。即使一个对象是隐式共享的，也应该这么做

QString myMethod( const QString& foo,
                  const QPixmap& bar,
                  int number );

• 避免常引用的返回类型

const QList<int> &someProperty() const;

• 有种情况还是可以使用常引用的返回类型的，这种情况下，此处代码的运行性能至关重要，此处的代码实现也是固定的，思考再三之后，你可以写成这样：

QList<int> someProperty() const;

库代码中的信号&槽

• 在库代码中，用Q_SIGNALS 和 Q_SLOTS 代替 signals 和 slots。它们在语法上是相等的，用以避免和boost信号的冲突。和python协同工作时使用”slots”

属性

• 设置属性时用Q_PROPERTY。理由是属性可以被javascript 接口访问到
• moc中设置特定的flag用 QMetaProperty.

构造函数

• 为了使构造函数被错误使用的可能性降到最小，每一个构造函数（除了拷贝构函数）都应该检查自己是否需要加上explicit 符号。

#include

• 尽量减少在头文件中包含其他头文件的数量
• 如下所示，可以用前置声明法

#include <kfoobase.h>
class KBar;
class KFoo : public KFooBase
{
    public:
        /* [...] */
        void myMethod(const KBar &bar);
};

• 包含Qt自带头文件或外部库的头文件用尖括号

#include <iostream>
#include <QDate>
#include <zlib.h>

• 包含自己的项目头文件用双引号

#include "myclass.h"

• 包含Qt类的头文件不用包含它所在的模块名

//正确示例
#include <QDate> //correct

//错误示例
#include <QtCore/QDate> //incorrect, no need to specify the module QtCore
#include <QtCore>   //incorrect, do not include the top-level Qt module

• 假如你有一个Foo类，有Foo.h文件和Foo.cpp文件，在你的Foo.cpp文件中，要先包含Foo.h文件再包含其他头文件
• 如果你的代码写成下面这样：

//.h文件
class Foo
{
public:
    Bar getBar();

};

.cpp文件
#include "bar.h"
#include "foo.h"

• 你的cpp文件能够正常编译，但当其他人用到Foo.h文件时，如果没有包含bar.h文件，编译器将不能进行编译。
• 因此在cpp文件中首先包含其相应的.h文件，是为了.h文件能够被其他人使用
• 头文件必须进行包含保护：避免多次包含而引起多次的编译

#ifndef MYFOO_H
#define MYFOO_H
... <stuff>...
#endif /* MYFOO_H */

信号&槽的标准化写法

• 标准化的写法增加代码可读性
• 不标准的写法可能是如下写法

QObject::connect(this, SIGNAL( newValue(const QString&,
                                        const MyNamespace::Type&) ),
                 other, SLOT( value(const QString &) ));

• 建议采用以下写法

QObject::connect(this, SIGNAL(newValue(QString,MyNamespace::Type)),
                 other, SLOT(value(QString)));

API-最小化原则

• 最小化的API意味着，每个API中使用尽可能少的类，每个类中使用尽可能少的公用成员(public members)。这样做的好处是使得API易于理解、记忆、调试和修改

API-完整性原则

• 一个完整的API意味着实现它预期的功能。这和最小化的特性可能会产生冲突。另外如果一个成员函数出现在一个错误的类里，API的使用者们可能会找不到它

API-有明确和简单的语意

• 正如其他的设计工作一样，你应当遵守“最小惊奇”原则。一般情况下，这是容易做到的。请不要用解决方案所解决的问题过于笼统。（例如Qt3中的QMimeSourceFactory，应该被叫做 QImageLoader从而作为一个不同的API）

API-直观性原则

• 不同的经历和背景让人们对什么具有“直观性”什么不具有，有着不同的感觉。以下情况我们可以认为一个API是直观的
• 一个稍有一些经验的用户在不看帮助文档的情况下，能够正确地使用该API
• 一个从不知道该API的用户能够看懂使用该API写成的代码

API-便于记住

• 选择一个一致的和准确的命名约定
• 使用可识别的模式和概念
• 避免使用缩写

API-易读性原则

• 代码是一次写成，但需要多次阅读，易读的代码可能写的时候会花费稍长的时间，但是在整个产品的生命周期之中，但节省你很多阅读和理解的时间
• 最后，记住不同的用户会用到一个API的不同部分。虽然直接使用Qt的类生成一个实例是直观的，但我们还是有理由期待用户在派生一个Qt的类之前先阅读它的官方文档

API-静态多态性

• 相似的类应该有相似的API，这可以用继承的方式实现，这用到了运行时多态。
• 但是多态也可以发生在设计类的时候，例如，你把一个对象的类型从QProgressBar 换成Qslider，或者从QString 换成QByteArray，你会发现它们之间的API是何其的相似，以至于你可以很简单地用一个去替换另一个。这就是我们所说的“静态多态性”
• “静态多态性”使得记住这些API和使用编程模式都更为简单了。因此，为一系列相关类设计相似的API好过为每个类设计独立的、更切合自身的API
• 一般来说，在Qt中我们偏爱使用“静态多态性”而非实际的继承，除非一些不可控制的原因要求我们不得不如此。

常引用

• 如果一个类型超过16个字节，用常引用传递它。
• 如果一个类型有一个非平凡拷贝构造函数(non-trivial copy-constructor)，或一个非平凡析构函数(non-trivial destructor)，用常引用传递它的值而避免使用以上方法
• 所有的其他类型都应该直接传递其值

void setAge(int age);
void setCategory(QChar cat);
void setName(QLatin1String name);
void setAlarm(const QSharedPointer<Alarm> &alarm); // const-ref is much faster than running copy-constructor and destructor
// QDate, QTime, QPoint, QPointF, QSize, QSizeF, QRect are good examples of other classes you should pass by value.

枚举类型和枚举值的命名

• 以下的示例说明了枚举值命名时给出一般的名称的危险

namespace Qt
{
enum Corner { TopLeft, BottomRight, … };
enum CaseSensitivity { Insensitive, Sensitive };
…
};

tabWidget->setCornerWidget(widget, Qt::TopLeft);
str.indexOf("$(QTDIR)", Qt::Insensitive);

• 在最后一行，Insensitive 是什么含义呢？这是不易于理解的。因此，枚举值命名时，至少重复枚举类型名中的一个字母

namespace Qt
{
enum Corner { TopLeftCorner, BottomRightCorner, … };
enum CaseSensitivity { CaseInsensitive,
CaseSensitive };
…
};

tabWidget->setCornerWidget(widget, Qt::TopLeftCorner);
str.indexOf("$(QTDIR)", Qt::CaseInsensitive);

企图少写代码的陷阱

• 不要为了图方便少些一些代码。因为代码是一次书写，后期不止一次地要去理解。例如

QSlider *slider = new QSlider(12, 18, 3, 13, Qt::Vertical, 0, "volume");

• 改成下面的方式会更容易理解

QSlider *slider = new QSlider(Qt::Vertical);
slider->setRange(12, 18);
slider->setPageStep(3);
slider->setValue(13);
slider->setObjectName("volume");

Bool型参数陷阱

• 这方面经典的例子是Qt中的repaint()函数，它的bool型参数用来标记窗口的背景是否被擦除。用法如下：

widget->repaint(false);

• 上面的代码很容易被理解成“不重新绘制”
• 上面代码的中用到的repaint()函数，其设计时的考虑无非是为了可以少定义一个函数，结果反而带来了误解，有多少人可以对以下三行代码所代表队含义进行准确地区分呢？

widget->repaint();
widget->repaint(true);
widget->repaint(false);

• 稍微好一点的做法是这样

widget->repaint();
widget->repaintWithoutErasing();

• 还有一个很明显的做法是尽可能地用枚举类型代替bool型参数，请对比以下的两行代码

str.replace("USER", user, false); // Qt 3
str.replace("USER", user, Qt::CaseInsensitive); // Qt 4