在学堂在线，看见了清华大学乔林教授讲的一门课《基于Linux 的C++》,讲得非常棒，特地记录了部分笔记。
笔记来源课程：
学堂在线 清华大学 20740084X 基于Linux的C++（2016春）
接口
通过接口使用库：包括制定库的头文件与源文件。
优势：不需要了解库的实现细节，只需了解库的使用方法。
接口设计的一般原则：
用途一致
接口中所有函数都属于同一类问题
操作简单
函数调用方便，最大限度隐藏操作细节
功能充足
满足不同潜在用户的需要
性能稳定
经过严格测试，不存在程序缺陷
下面以实现随机库为例，说明库的设计与实现。
随机库要实现的功能：
1. 在指定范围内随机生成整数。
2. 在制定范围内随机生成浮点数。
设计随机库的接口：
//随机化函数
void Randomize();
//指定范围内随机生成整数
int GenerateRandomNumber( int low, int high );
在制定范围内随机生成浮点数。
double GenerateRandomReal( double low, double high );
实现随机数库：
void Randomize()
{
srand((int)time(NULL));
}
int GenerateRandomNumber(int low,int high)
{
double _d;
if(low>high) //容错设置
{
cout <<"GenerateRandomNumber:Make sure low<=high.\n";
exit(1);
}
//做映射，加1.0是为了让_d落在[0,1)区间，这样_d * (high - low +1)强制转换为int后最大为high - low，结果不会超过high
_d = (double)rand() / ((double)RAND_MAX + 1.0);
return( low + (int)(_d * (high - low +1) ) );
}
double GenerateRandomReal(double low,double high)
{
double _d;
if(low>high)
{
cout << "GenerateRandomReal:Make sure low <= high.\n";
exit(2);
}
_d = (double)rand() / (double)RAND_MAX;
return( low + _d * (high -low) );
}
最终程序
我们需要创建3个文件,分别为
//头文件：random.h
void Randomize();
int GenerateRandomNumber(int low,int high);
double GenerateRandomReal(double low,double high);
源文件： random.cpp
#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include"random.h"
#include<ctime>
using namespace std;
:void Randomize()
{
srand((int)time(NULL));
}
int GenerateRandomNumber(int low,int high)
{
double _d;
if(low>high)
{
//做映射，加1.0是为了让_d落在[0,1)区间，这样_d * (high - low +1)强制转换为int后最大为high - low，结果不会超过high
cout <<"GenerateRandomNumber:Make sure low<=high.\n";
exit(1);
}
_d = (double)rand() / ((double)RAND_MAX + 1.0);
return( low + (int)(_d * (high - low +1) ) );
}
double GenerateRandomReal(double low,double high)
{
double _d;
if(low>high)
{
cout << "GenerateRandomReal:Make sure low <= high.\n";
exit(2);
}
_d = (double)rand() / (double)RAND_MAX;
return( low + _d * (high -low) );
}
测试文件：main.cpp
#include<iostream>
#include"random.h"
using namespace std;
int main()
{
int i;
Randomize();
for( i=0;i<8;i++) // 产生8个指定范围内的随机整数
{
int t = GenerateRandomNumber(10,90);
cout << t <<";";
}
cout << endl;
for(i =0; i<8;i++) // 产生8个指定范围内的随机浮点数
{
double t = GenerateRandomReal(10.0,90.0);
cout << t <<";";
}
cout << endl;
return 0;
}
随机数库的测试
linux 环境下使用g++编译器执行下列命令编译链接生成a.out
g++ main.cpp random.cpp
运行a.out
./a.out
----------------------------------------------------
或者先执行
g++ -o random main.cpp random.cpp
再运行
c++
./random
单独测试库的所有函数
合法参数时返回结果是否正确
非法参数返回结果是否正确，即容错功能是否正常
非法参数返回正确：
联合测试
多次运行程序，查看生成的数据是否随机
测试整数和浮点数随机数是否均能正常工作
测试正确：
改进
Randomize()；这条语句放在main()里面是不太好的，用户可能会忘记写了而造成错误，因此一个更好的方法是在GenerateRandomNumber()，和GenerateRandomReal()函数第一次被调用时自动调用它（用一个静态变量记录是否已经播种，保证srand只调用一次；如果每次都调用srand((int)time(NULL))，同一秒内得到的随机数都一样），这样就防止了用户万一没有添加Randomize()而出错，而且对用户来说也是屏蔽了细节，现在用户只需知道GenerateRandomNumber()，和GenerateRandomReal()函数怎么用就行了。
请我喝杯咖啡
