努力获得更好的 C++ 代码，第一部分：数据流分析基础知识
CLion 提供了一个内置数据流分析器，它会在您编写代码时持续运行并帮助提高代码质量。 它可以显示各种代码问题，这些问题随后可能导致运行时问题、安全漏洞和其他漏洞。 举例来说，这些有用的检查包括常量条件、死代码、null 指针取消引用、内存泄漏和数组索引问题。 我们将发布一系列博文来说明 CLion 中某些检查的运作方式。
今天，我们将介绍数据流分析的基础知识，包括它的一般运作方式，同时介绍几个真实的例子，以帮助您编写出更好的代码。
控制流图
所有数据流检查都依赖于控制流图。 它是一个图表，其中顶点是程序中的语句，边是这些语句之间的控制流跳转（直接代码执行、条件跳转、循环、中断、转到等）。
例如，右侧的控制流图表示左侧的 foo 函数：
CLion 会为每个函数构建相应的图。 每个图都有一个开始节点和一个退出节点，它们对应于函数的入口和出口。 通过访问从开始节点到退出节点的图节点，CLion 可以收集一些有价值的信息。
例如，CLion 会记住每条语句的每个变量中可以存储哪些值。 在上述示例中，CLion 知道在节点 0 和 1 处，形参 x 始终等于 1。 这是因为函数 foo 只有一个调用点，它会传递实参中的值 1。 因此，CLion 得出结论，节点 1 处的条件 x == 1 将始终为 true，因此控制流永远不会到达节点 3。 在节点 4 处，变量 y 只能保存值 2，因为控制流只能来自节点 2，永远不会来自节点 3。 因此，CLion 得出结论：
- 函数
foo始终返回值 2 - 条件
x == 1始终为true - 语句
y = 3永远无法访问
现在，我们来看一个更复杂的示例：
这里，我们有两个 if 块，第一个块的执行方式会影响第二个块的功能。 为了支持这种评估，CLion 将 if 语句的 exit 语句拆分为两个不同的上下文：
控制流图的后续节点重复。 它们出现两次，第一次用于 if 语句的 Then 分支，第二次用于 Else 分支。 在第一个“克隆”变量中，x 保存值 1（因为它对应于 if 语句的正分支），y 保存值 2（它存储在节点 2 中）。 在第二个“克隆”变量中，x ! = 1，y 为 3。
第二个条件 x == 1，对应于两个克隆的节点 4 和 5。 在节点 4 处，条件始终保存 true，因为 x == 1。 同时，在节点 5 处，它始终为 false。 因此，节点 8 和 10 永远无法访问，条件 y == 2 只有一个可访问的克隆节点，即节点 9。 在此节点处，y ! = 2，因此，此条件始终为 false。
数据流分析的实际运作情况
我们来看看这些技术如何帮助 CLion 在 C++ 程序中发现细微的 bug！ 我们决定分析 Z3 定理证明器，以下是我们在 CLion 中的数据流分析结果。
这里，变量 u 被初始化为 null_lpvar，然后可能被重新指定至相同的值（因为 if 条件中的 j == null_lpvar）。 因此，条件 u == null_lpvar 始终为 true。 由于这条 if 子句的 true 分支中有返回，所有后续代码都被标记为无法访问（报告为 #6951）：
下面是另一个示例。 这里，无符号变量 i 始终等于或大于零，并且在 else 分支中，它不为零。 因此，i > 0 条件始终为 true（报告为 #6952）：
在这篇博文中，我们介绍了我们的一项数据流检查 – 常量条件。 CLion 还提供了许多其他数据流检查，我们将在接下来的博文中介绍其中一些。
您认为代码分析在哪些情况下有用？ 请在下面的评论中与我们分享您的例子！
本博文英文原作者：
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