doc/codingStyleGuide.org

   1 #                            -*- mode: org; -*-
   2 #
   3 #+TITLE:                 OpenFOAM C++ style guide
   4 #+AUTHOR:                      OpenCFD Ltd.
   5 #+DATE:                         Feb 2011
   6 #+LINK:                  http://www.OpenFOAM.com
   7 #+OPTIONS: author:nil ^:{}
   8 #+STARTUP: hidestars
   9 #+STARTUP: odd
  10
  11 * OpenFOAM C++ style guide
  12 *** General
  13     + 80 character lines max
  14     + The normal indentation is 4 spaces per logical level.
  15     + Use spaces for indentation, not tab characters.
  16     + Avoid trailing whitespace.
  17     + The body of control statements (eg, =if=, =else=, =while=, etc). is
  18       always delineated with brace brackets. A possible exception can be
  19       made in conjunction with =break= or =continue= as part of a control
  20       structure.
  21     + The body of =case= statements is usually delineated with brace brackets.
  22     + A fall-through =case= should be commented as such.
  23
  24     + stream output
  25       + =<<= is always four characters after the start of the stream,
  26         so that the =<<= symbols align, i.e.
  27         #+BEGIN_SRC c++
  28         Info<< ...
  29         os  << ...
  30         #+END_SRC
  31         so
  32         #+BEGIN_SRC C++
  33         WarningIn("className::functionName()")
  34             << "Warning message"
  35         #+END_SRC
  36         *not*
  37         #+BEGIN_SRC C++
  38         WarningIn("className::functionName()")
  39         << "Warning message"
  40         #+END_SRC
  41
  42     + no unnecessary class section headers, i.e. remove
  43 #+BEGIN_SRC C++
  44 // * * * * * * * * * * * * * Private Member Functions  * * * * * * * * * * * //
  45
  46     // Check
  47
  48     // Edit
  49
  50     // Write
  51 #+END_SRC
  52       if they contain nothing, even if planned for 'future use'
  53
  54     + class titles are centred
  55 #+BEGIN_SRC C++
  56 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  57                         Class exampleClass Declaration
  58 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  59 #+END_SRC
  60
  61       *not*
  62
  63 #+BEGIN_SRC C++
  64 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  65                 Class exampleClass Declaration
  66 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  67 #+END_SRC
  68
  69 *** The /.H/ Files
  70     + header file spacing
  71       + Leave two empty lines between sections
  72         (as per functions in the /.C/ file etc)
  73     + use =//- Comment= comments in header file to add descriptions to class
  74       data and functions do be included in the Doxygen documentation:
  75       + text on the line starting with =//-= becomes the Doxygen brief
  76         description;
  77       + text on subsequent lines becomes the Doxygen detailed description /e.g./
  78         #+BEGIN_SRC C++
  79         //- A function which returns a thing
  80         //  This is a detailed description of the function
  81         //  which processes stuff and returns other stuff
  82         //  depending on things.
  83         thing function(stuff1, stuff2);
  84         #+END_SRC
  85       + list entries start with =-= or =-#= for numbered lists but cannot start
  86         on the line immediately below the brief description so
  87         #+BEGIN_SRC C++
  88         //- Compare triFaces
  89         //  Returns:
  90         //  -  0: different
  91         //  - +1: identical
  92         //  - -1: same face, but different orientation
  93         static inline int compare(const triFace&, const triFace&);
  94         #+END_SRC
  95         or
  96         #+BEGIN_SRC C++
  97         //- Compare triFaces returning 0, +1 or -1
  98         //
  99         //  -  0: different
 100         //  - +1: identical
 101         //  - -1: same face, but different orientation
 102         static inline int compare(const triFace&, const triFace&);
 103         #+END_SRC
 104         *not*
 105         #+BEGIN_SRC C++
 106         //- Compare triFaces returning 0, +1 or -1
 107         //  -  0: different
 108         //  - +1: identical
 109         //  - -1: same face, but different orientation
 110         static inline int compare(const triFace&, const triFace&);
 111         #+END_SRC
 112       + list can be nested for example
 113         #+BEGIN_SRC C++
 114         //- Search for \em name
 115         //  in the following hierarchy:
 116         //  -# personal settings:
 117         //    - ~/.OpenFOAM/\<VERSION\>/
 118         //      <em>for version-specific files</em>
 119         //    - ~/.OpenFOAM/
 120         //      <em>for version-independent files</em>
 121         //  -# site-wide settings:
 122         //    - $WM_PROJECT_INST_DIR/site/\<VERSION\>
 123         //      <em>for version-specific files</em>
 124         //    - $WM_PROJECT_INST_DIR/site/
 125         //      <em>for version-independent files</em>
 126         //  -# shipped settings:
 127         //    - $WM_PROJECT_DIR/etc/
 128         //
 129         //  \return the full path name or fileName() if the name cannot be found
 130         //  Optionally abort if the file cannot be found
 131         fileName findEtcFile(const fileName&, bool mandatory=false);
 132         #+END_SRC
 133       + for more details see the Doxygen documentation.
 134     + destructor
 135       + If adding a comment to the destructor -
 136         use =//-= and code as a normal function:
 137         #+BEGIN_SRC C++
 138         //- Destructor
 139         ~className();
 140         #+END_SRC
 141     + inline functions
 142       + Use inline functions where appropriate in a separate /classNameI.H/
 143         file.  Avoid cluttering the header file with function bodies.
 144
 145 *** The /.C/ Files
 146     + Do not open/close namespaces in a /.C/ file
 147       + Fully scope the function name, i.e.
 148         #+BEGIN_SRC C++
 149         Foam::returnType Foam::className::functionName()
 150         #+END_SRC
 151         *not*
 152         #+BEGIN_SRC C++
 153         namespace Foam
 154         {
 155             ...
 156             returnType className::functionName()
 157             ...
 158         }
 159         #+END_SRC
 160         EXCEPTION
 161
 162         When there are multiple levels of namespace, they may be used in the
 163         /.C/ file, i.e.
 164         #+BEGIN_SRC C++
 165         namespace Foam
 166         {
 167         namespace compressible
 168         {
 169         namespace RASModels
 170         {
 171             ...
 172         } // End namespace RASModels
 173         } // End namespace compressible
 174         } // End namespace Foam
 175         #+END_SRC
 176
 177     + Use two empty lines between functions
 178
 179 *** Coding Practice
 180     + passing data as arguments or return values.
 181       + Pass bool, label and scalar as copy, anything larger by reference.
 182     + const
 183       + Use everywhere it is applicable.
 184     + variable initialisation using
 185       #+BEGIN_SRC C++
 186       const className& variableName = otherClass.data();
 187       #+END_SRC
 188       *not*
 189       #+BEGIN_SRC C++
 190       const className& variableName(otherClass.data());
 191       #+END_SRC
 192     + virtual functions
 193       + If a class is virtual, make all derived classes virtual.
 194
 195 *** Conditional Statements
 196     #+BEGIN_SRC C++
 197     if (condition)
 198     {
 199         code;
 200     }
 201     #+END_SRC
 202     OR
 203     #+BEGIN_SRC C++
 204     if
 205     (
 206        long condition
 207     )
 208     {
 209         code;
 210     }
 211     #+END_SRC
 212     *not* (no space between =if= and =(= used)
 213     #+BEGIN_SRC C++
 214     if(condition)
 215     {
 216         code;
 217     }
 218     #+END_SRC
 219
 220 *** =for= and =while= Loops
 221     #+BEGIN_SRC C++
 222     for (i = 0; i < maxI; i++)
 223     {
 224         code;
 225     }
 226     #+END_SRC
 227     OR
 228     #+BEGIN_SRC C++
 229     for
 230     (
 231         i = 0;
 232         i < maxI;
 233         i++
 234     )
 235     {
 236         code;
 237     }
 238     #+END_SRC
 239     *not* this (no space between =for= and =(= used)
 240     #+BEGIN_SRC C++
 241     for(i = 0; i < maxI; i++)
 242     {
 243         code;
 244     }
 245     #+END_SRC
 246     Note that when indexing through iterators, it is often slightly more
 247     efficient to use the pre-increment form. Eg, =++iter= instead of =iter++=
 248
 249 *** =forAll=, =forAllIter=, =forAllConstIter=, etc. loops
 250     like =for= loops, but
 251     #+BEGIN_SRC C++
 252     forAll(
 253     #+END_SRC
 254     *not*
 255     #+BEGIN_SRC C++
 256     forAll (
 257     #+END_SRC
 258     Using the =forAllIter= and =forAllConstIter= macros is generally
 259     advantageous - less typing, easier to find later.  However, since
 260     they are macros, they will fail if the iterated object contains
 261     any commas.
 262
 263     The following will FAIL!:
 264
 265     #+BEGIN_SRC C++
 266     forAllIter(HashTable<labelPair, edge, Hash<edge> >, foo, iter)
 267     #+END_SRC
 268     These convenience macros are also generally avoided in other
 269     container classes and OpenFOAM primitive classes.
 270
 271 *** Splitting Over Multiple Lines
 272 ***** Splitting return type and function name
 273       + split initially after the function return type and left align
 274       + do not put =const= onto its own line - use a split to keep it with
 275         the function name and arguments.
 276         #+BEGIN_SRC C++
 277         const Foam::longReturnTypeName&
 278         Foam::longClassName::longFunctionName const
 279         #+END_SRC
 280         *not*
 281         #+BEGIN_SRC C++
 282         const Foam::longReturnTypeName&
 283             Foam::longClassName::longFunctionName const
 284         #+END_SRC
 285         *nor*
 286         #+BEGIN_SRC C++
 287         const Foam::longReturnTypeName& Foam::longClassName::longFunctionName
 288         const
 289         #+END_SRC
 290         *nor*
 291         #+BEGIN_SRC C++
 292         const Foam::longReturnTypeName& Foam::longClassName::
 293         longFunctionName const
 294         #+END_SRC
 295       + if it needs to be split again, split at the function name (leaving
 296         behind the preceding scoping =::=s), and again, left align, i.e.
 297         #+BEGIN_SRC C++
 298         const Foam::longReturnTypeName&
 299         Foam::veryveryveryverylongClassName::
 300         veryveryveryverylongFunctionName const
 301         #+END_SRC
 302
 303 ***** Splitting long lines at an "="
 304      Indent after split
 305      #+BEGIN_SRC C++
 306      variableName =
 307          longClassName.longFunctionName(longArgument);
 308      #+END_SRC
 309      OR (where necessary)
 310      #+BEGIN_SRC C++
 311      variableName =
 312          longClassName.longFunctionName
 313          (
 314              longArgument1,
 315              longArgument2
 316          );
 317      #+END_SRC
 318      *not*
 319      #+BEGIN_SRC C++
 320      variableName =
 321      longClassName.longFunctionName(longArgument);
 322      #+END_SRC
 323      *nor*
 324      #+BEGIN_SRC C++
 325      variableName = longClassName.longFunctionName
 326      (
 327          longArgument1,
 328          longArgument2
 329      );
 330      #+END_SRC
 331
 332 *** Maths and Logic
 333     + operator spacing
 334       #+BEGIN_SRC C++
 335       a + b, a - b
 336       a*b, a/b
 337       a & b, a ^ b
 338       a = b, a != b
 339       a < b, a > b, a >= b, a <= b
 340       a || b, a && b
 341       #+END_SRC
 342
 343     + splitting formulae over several lines
 344
 345       Split and indent as per "splitting long lines at an ="
 346       with the operator on the lower line.  Align operator so that first
 347       variable, function or bracket on the next line is 4 spaces indented i.e.
 348       #+BEGIN_SRC C++
 349       variableName =
 350           a*(a + b)
 351          *exp(c/d)
 352          *(k + t);
 353       #+END_SRC
 354       This is sometimes more legible when surrounded by extra parentheses:
 355
 356       #+BEGIN_SRC C++
 357       variableName =
 358       (
 359           a*(a + b)
 360          *exp(c/d)
 361          *(k + t)
 362       );
 363       #+END_SRC
 364
 365     + splitting logical tests over several lines
 366
 367       outdent the operator so that the next variable to test is aligned with
 368       the four space indentation, i.e.
 369       #+BEGIN_SRC C++
 370       if
 371       (
 372           a == true
 373        && b == c
 374       )
 375       #+END_SRC
 376
 377 ** Documentation
 378 *** General
 379     + For readability in the comment blocks, certain tags are used that are
 380       translated by pre-filtering the file before sending it to Doxygen.
 381
 382     + The tags start in column 1, the contents follow on the next lines and
 383       indented by 4 spaces. The filter removes the leading 4 spaces from the
 384       following lines until the next tag that starts in column 1.
 385
 386     + The 'Class' and 'Description' tags are the most important ones.
 387
 388     + The first paragraph following the 'Description' will be used for the
 389       brief description, the remaining paragraphs become the detailed
 390       description.
 391
 392       For example,
 393       #+BEGIN_SRC C++
 394       Class
 395           Foam::myClass
 396
 397       Description
 398           A class for specifying the documentation style.
 399
 400           The class is implemented as a set of recommendations that may
 401           sometimes be useful.
 402       #+END_SRC
 403
 404     + The class name must be qualified by its namespace, otherwise Doxygen
 405       will think you are documenting some other class.
 406
 407     + If you don't have anything to say about the class (at the moment), use
 408       the namespace-qualified class name for the description. This aids with
 409       finding these under-documented classes later.
 410       #+BEGIN_SRC C++
 411       Class
 412           Foam::myUnderDocumentedClass
 413
 414       Description
 415           Foam::myUnderDocumentedClass
 416       #+END_SRC
 417
 418     + Use 'Class' and 'Namespace' tags in the header files.
 419       The Description block then applies to documenting the class.
 420
 421     + Use 'InClass' and 'InNamespace' in the source files.
 422       The Description block then applies to documenting the file itself.
 423       #+BEGIN_SRC C++
 424       InClass
 425           Foam::myClass
 426
 427       Description
 428           Implements the read and writing of files.
 429       #+END_SRC
 430
 431 *** Doxygen Special Commands
 432     Doxygen has a large number of special commands with a =\= prefix.
 433
 434     Since the filtering removes the leading spaces within the blocks, the
 435     Doxygen commmands can be inserted within the block without problems.
 436     #+BEGIN_SRC C++
 437     InClass
 438         Foam::myClass
 439
 440     Description
 441         Implements the read and writing of files.
 442
 443         An example input file:
 444         \verbatim
 445             patchName
 446             {
 447                 type        myPatchType;
 448                 refValue    100;
 449                 value       uniform 1;
 450             }
 451         \endverbatim
 452
 453         Within the implementation, a loop over all patches is done:
 454         \code
 455             forAll(patches, patchI)
 456             {
 457                 ...  // some operation
 458             }
 459         \endcode
 460     #+END_SRC
 461
 462 *** HTML Special Commands
 463     Since Doxygen also handles HTML tags to a certain extent, the angle
 464     brackets need quoting in the documentation blocks. Non-HTML tags cause
 465     Doxygen to complain, but seem to work anyhow.
 466
 467     eg,
 468     + The template with type =<HR>= is a bad example.
 469     + The template with type =\<HR\>= is a better example.
 470     + The template with type =<Type>= causes Doxygen to complain about an
 471       unknown html type, but it seems to work okay anyhow.
 472
 473 *** Documenting Namespaces
 474     + If namespaces are explictly declared with the =Namespace()= macro,
 475       they should be documented there.
 476
 477     + If the namespaces is used to hold sub-models, the namespace can be
 478       documented in the same file as the class with the model selector.
 479       eg,
 480       #+BEGIN_SRC C++
 481       documented namespace 'Foam::functionEntries' within the
 482       class 'Foam::functionEntry'
 483       #+END_SRC
 484
 485     + If nothing else helps, find some sensible header.
 486       eg,
 487       #+BEGIN_SRC C++
 488       namespace 'Foam' is documented in the foamVersion.H file
 489       #+END_SRC
 490
 491 *** Documenting typedefs and classes defined via macros
 492     ... not yet properly resolved
 493
 494 *** Documenting Applications
 495     Any number of classes might be defined by a particular application, but
 496     these classes will not, however, be available to other parts of
 497     OpenFOAM. At the moment, the sole purpuse for running Doxygen on the
 498     applications is to extract program usage information for the '-doc'
 499     option.
 500
 501     The documentation for a particular application is normally contained
 502     within the first comment block in a /.C/ source file. The solution is this
 503     to invoke a special filter for the "/applications/{solver,utilities}/"
 504     directories that only allows the initial comment block for the /.C/ files
 505     through.
 506
 507     The layout of the application documentation has not yet been finalized,
 508     but foamToVTK shows an initial attempt.
 509
 510 *** Orthography
 511     Given the origins of OpenFOAM, the British spellings (eg, neighbour and not
 512     neighbor) are generally favoured.
 513
 514     Both '-ize' and the '-ise' variant are found in the code comments. If
 515     used as a variable or class method name, it is probably better to use
 516     '-ize', which is considered the main form by the Oxford University
 517     Press. Eg,
 518     #+BEGIN_SRC C++
 519     myClass.initialize()
 520     #+END_SRC
 521
 522     The word "its" (possesive) vs. "it's" (colloquial for "it is" or "it has")
 523     seems to confuse non-native (and some native) English speakers.
 524     It is better to donate the extra keystrokes and write "it is" or "it has".
 525     Any remaining "it's" are likely an incorrect spelling of "its".