C/C++编程：尽量以const、enum、inline替换#define

r囧r小猫 2023-01-18 13:28 127阅读 0赞

# \#defnie常量 #

## 原因 ##

因为`#define`不被视为语言的一部分

## 问题 ##

当定义：

#define ASPECT_INFO 1.632

它可能不会被编译器看见：

*  在编译器开始处理源码之前就被预编译器移走了(将所有的ASPECT\_INFO都用1.632代替是预编译器的事)
 *  因此`ASPECT_INFO`有可能没有进入记号表
 *  这可能导致编译错误不明晰：错误只提到1.632而没有提及ASPECT\_INFO

## 解决方法 ##

用一个常量替换上面的宏：

const double AspectRatio = 1.623; // 大写名称通常用于宏，因此这里改变名称

*  AspectRatio 一定会进入记号表
 *  **预处理器`盲目的将宏名称ASPECT_INFO 替换为1.632`会出现多份1.653，而使用常量解决了这个问题。**

注意，这里有两种特殊情况

### 定义常量指针 ###

*  由于常量定义式常常被放在头文件内（以便被不同的源码包含），因此有必要将指针(而不只是指针所指之物)声明为const：

const char * const authorName = "Sabe Botter";

*  注意，这里更推荐使用string而不是char\*：

const std::string authorName("Sabe Botter");

### 类专属常量 ###

*  **为了将常量的作用域限制在类内，必须令该常量成为类的一个成员**
 *  **为了确保此常量最多只有一个实体，必须令该常量是一个静态成员**

class GamePlayer{
        
    private:
    	static const int NumTurns = 5;  // 常量声明式
    	int scores[NumTurns ];  //使用该常量
    };

上面的NumTurns 是声明式而不是定义式：

*  通常C++要求你对你所使用的任何一个东西提供一个定义式，但是如果它是**类专属常量**又是`static`而且为整型(integral type，比如 int、char、bool)，则需要特殊处理
 *  只要不取它们的地址，你可以声明并使用它们而无须提供定义式
 *  如果需要取出它们的地址，必须提供一个定义式：
    
     *  请把这个式子放进一个实现文件而不是头文件
     *  由于类常量已经在声明的时候获得了初值，因此定义时不可以在设置初值

const int GamePlayer::NumTurns;

完全代码：

#include <iostream>
    
    class GamePlayer{
        
    private:
        static const int NumTurns = 5;  // 常量声明式
        int scores[NumTurns ];  //使用该常量
        
        void test();
    };
    const int GamePlayer::NumTurns;
    void GamePlayer::test() {
        
        printf("%p", &NumTurns);
    }

注意：

*  **无法用`#define`创建一个类专属常量，因为`#define`并不重视作用域。一旦宏被定义，它就在其后的编译过程中有效（除非在某处被\#undef**）
 *  也就是说，**`#define`不但不能用来定义类专属常量，也不能提供任何封装性。而const成员变量是可以被封装的**

#include <iostream>
    
    class GamePlayer{
        
    private:
        #define N  7
    };
    
    
    int main(){
        
        printf("%d", N);
    };

有的编译器不支持类内定义的语法，这时可以使用`the enum hack`替代（理论基础是：一个属于枚举类型的数值可以当作ints被使用）：

*  enums和\#define一样不会导致非必要的内存分配
 *  如果你不想让别人获取一个指针或引用指向某个整数常量时，用`enum hack`而不是`const常量`（不可能取到enum的地址或者\#define常量的地址）

class GamePlayer{
        
    private:
        enum {
        NumTurns = 5};
        int scores[NumTurns];
    };

# \#defnie函数 #

宏函数虽然不会导致调用带来的额外开销，但是有太多的缺点，不建议使用：

*  如果你一定要用的话，必须为宏中所有实参加上小括号

#define CALL_WITH_MAX(a, b) f((a) > (b) ? (a) : (b));

建议使用**内联函数模板**代替：

*  可以获得宏带来的效率
 *  具有一般函数的所有可预料行为和类型安全性

template<typename T>
    inline void callWithMax(const T& a, const T& b){
          // 因为不知道T是什么，所有采用pass by reference-to-const
    	f(a > b ? a : b);
    }

# 总结 #

*  对于常量，最好以const对象或enums替换\#define
 *  对于形似函数的宏，最好用inline函数替换\#define

# \#define和const有什么区别 #

*  编译器处理方式不同：
    
     *  \#define宏是在预处理阶段展开，不能对宏定义进行调试
     *  const常量是在编译阶段使用
 *  类型和安全检查不同：
    
     *  \#define宏没有连续，不做任何类型检查，仅仅是代码展开，可能产生边际效应等错误
     *  const常量有具体类型，在编译阶段会执行类型检查
 *  存储方式不同：
    
     *  \#define宏仅仅是代码展开，在多个节点进行字符串替换，不会分配内存，存储于程序的代码段中
     *  const常量会分配内存，但只维持一份拷贝，存储在程序的数据段中
 *  定义域不同：
    
     *  \#define宏不受定义域限制
     *  const常量只在定义域内有效