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引言： 你知道 NASA ***程序員如何編寫(xiě)關(guān)鍵任務(wù)代碼么?為了確保代碼更清楚、更安全、且更容易理解，NASA 的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室制定了 10 條編碼規(guī)則。
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NASA 的開(kāi)發(fā)者是編程界最有挑戰(zhàn)性的工作之一。他們編寫(xiě)代碼并將開(kāi)發(fā)安全的關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用程序作為其主要關(guān)注點(diǎn)。
在這種情形下，遵守一些嚴(yán)格的編碼規(guī)則是重要的。這些規(guī)則覆蓋軟件開(kāi)發(fā)的多個(gè)方面，例如軟件應(yīng)該如何編碼、應(yīng)該使用哪些語(yǔ)言特性等。
盡管很難就一個(gè)好的編碼標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成共識(shí)，NASA 的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)遵守一個(gè)編碼規(guī)則，其名為“十的次方：開(kāi)發(fā)安全的關(guān)鍵代碼的規(guī)則”。
由于 JPL 長(zhǎng)期使用 C 語(yǔ)言，這個(gè)規(guī)則主要是針對(duì)于 C 程序語(yǔ)言編寫(xiě)。但是這些規(guī)則也可以很容地應(yīng)用到其它的程序語(yǔ)言。
該規(guī)則由 JPL 的***科學(xué)家 Gerard J. Holzmann 制定，這些嚴(yán)格的編碼規(guī)則主要是聚焦于安全。
NASA 的 10 條編寫(xiě)關(guān)鍵任務(wù)代碼的規(guī)則：
- 限制所有代碼為極為簡(jiǎn)單的控制流結(jié)構(gòu) — 不用 goto 語(yǔ)句、setjmp 或 longjmp 結(jié)構(gòu)，不用間接或直接的遞歸調(diào)用。
- 所有循環(huán)必須有一個(gè)固定的上限值。必須可以被某個(gè)檢測(cè)工具靜態(tài)證實(shí)，該循環(huán)不能達(dá)到預(yù)置的迭代上限值。如果該上限值不能被靜態(tài)證實(shí)，那么可以認(rèn)為違背該原則。
- 在初始化后不要使用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。
- 如果一個(gè)語(yǔ)句一行、一個(gè)聲明一行的標(biāo)準(zhǔn)格式來(lái)參考，那么函數(shù)的長(zhǎng)度不應(yīng)該比超過(guò)一張紙。通常這意味著每個(gè)函數(shù)的代碼行不能超過(guò) 60。
- 代碼中斷言的密度平均低至每個(gè)函數(shù) 2 個(gè)斷言。斷言被用于檢測(cè)那些在實(shí)際執(zhí)行中不可能發(fā)生的情況。斷言必須沒(méi)有副作用，并應(yīng)該定義為布爾測(cè)試。當(dāng)一個(gè)斷言失敗時(shí)，應(yīng)該執(zhí)行一個(gè)明確的恢復(fù)動(dòng)作，例如，把錯(cuò)誤情況返回給執(zhí)行該斷言失敗的函數(shù)調(diào)用者。對(duì)于靜態(tài)工具來(lái)說(shuō)，任何能被靜態(tài)工具證實(shí)其永遠(yuǎn)不會(huì)失敗或永遠(yuǎn)不能觸發(fā)的斷言違反了該規(guī)則(例如，通過(guò)增加無(wú)用的 assert(true) 語(yǔ)句是不可能滿足這個(gè)規(guī)則的)。
- 必須在最小的范圍內(nèi)聲明數(shù)據(jù)對(duì)象。
- 非 void 函數(shù)的返回值在每次函數(shù)調(diào)用時(shí)都必須檢查，且在每個(gè)函數(shù)內(nèi)其參數(shù)的有效性必須進(jìn)行檢查。
- 預(yù)處理器的使用僅限制于包含頭文件和簡(jiǎn)單的宏定義。符號(hào)拼接、可變參數(shù)列表(省略號(hào))和遞歸宏調(diào)用都是不允許的。所有的宏必須能夠擴(kuò)展為完整的語(yǔ)法單元。條件編譯指令的使用通常是晦澀的，但也不總是能夠避免。這意味著即使在一個(gè)大的軟件開(kāi)發(fā)中超過(guò)一兩個(gè)條件編譯指令也要有充足的理由，這超出了避免多次包含頭文件的標(biāo)準(zhǔn)做法。每次在代碼中這樣做的時(shí)候必須有基于工具的檢查器進(jìn)行標(biāo)記，并有充足的理由。
- 應(yīng)該限制指針的使用。特別是不應(yīng)該有超過(guò)一級(jí)的解除指針引用。解除指針引用操作不可以隱含在宏定義或類(lèi)型聲明中。還有，不允許使用函數(shù)指針。
- 從開(kāi)發(fā)的***天起，必須在編譯器開(kāi)啟***級(jí)別警告選項(xiàng)的條件下對(duì)代碼進(jìn)行編譯。在此設(shè)置之下，代碼必須零警告編譯通過(guò)。代碼必須利用源代碼靜態(tài)分析工具每天至少檢查一次或更多次，且零警告通過(guò)。
關(guān)于這些規(guī)則，NASA 是這么評(píng)價(jià)的：
這些規(guī)則就像汽車(chē)中的安全帶一樣，剛開(kāi)始你可能感到有一點(diǎn)不適，但是一段時(shí)間后就會(huì)養(yǎng)成習(xí)慣，你會(huì)無(wú)法想象不使用它們的日子。
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