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用const、enum、inline替代#define

2018年01月16日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1960字 ⁄ 字号 评论关闭

       在C语言程序设计中,define被大量地使用,用来定义常量或者宏,以减少代码重复及提高可维护性。但在C++中,引进了const、enum、inline后,大多数使用define的地方都可以用它们来代替(当然#ifndef、#define、#endif这种条件编译除外)。以下是几点提倡用const、enum、inline而不用define的理由:

       1. 定义常量

           如果用#define来定义常量,比如#define N 100,在程序在所有用到N地方,编译过程中直接被替换为100,在符号表中并不存在N这个变量,因此对于调试有时可能会造成麻烦。此外,N没有类型可言,因此对于C、C++这种强类型的语言,并不够安全。相反,定义常量最好的方法是用const,如果是定义int,则上述最好用const int N = 100。

       2. 类内部常量

           对这种情况,用#define是无法实现类内部常量的。因为define没有作用域的概念,只要#define定义后,后面的编译过程任何地方都有效。因此要定义类内部专属的常量,只能用const。

           顺便指出下,如果是定义针对类所有实体都共有的常量,则该常量应该同时为static。可以这样定义:

class X
{
public:
	......
	
private:
	const static int N = 100;
};

          注意,这时给出的形式仅仅是N的声明式,而非定义式!真正的定义式应该位于cpp文件中,形如:

const static int X::N = 100;

          但是,对于static、且仅仅为int型的常量,才可以像上面那样直接在类中声明!如果在程序中不取它们的地址的话,则可以不给出定义式。如果取地址,则必须保证在cpp文件中给出定义式!

         (注:《Effective C++,3rd》上作者确实说不可取地址,不过我在VS2010上测试后发现还是可以取地址的.....在gcc编译器(确切说是g++)上明确表示不可取地址,未定义!不得不说,经常发现微软的编译器确认挺奇葩的,不止一次两次。。。。)

         对于其他非int 的类型,即使是const static,也不允许直接在类里面给出初始化的声明。如下则为非法的:

class X
{
public:
	......
	
private:
	const static float N = 100.f;
};

       3. 针对旧式编译器

       旧式的编译器有可能不支持在类内部直接初始化static int型的常量,但有时候又需要用类内的常量来声明数组,如下情况:

class X
{
public:
	......
	
private:
	const static int N = 5;
	int array[N];
};

此时可以利用enum常量为代替const int 来巧妙地实现。

class X
{
public:
	......
	
private:
	enum { N = 5 };
	int array[N];
};

此时的enum常量可以充当int来被使用。但注意的是,enum常量N不可取地址

       4. 宏的使用

        用define来定义宏,存在一系列的问题:

        首先,宏不具有任务类型检查,因此不够安全。

        其次,定义宏时,必需为所有的实参加上小括号,否则在调用时可能遇到麻烦。比如:

#define MUL(a,b) a*b
MUL(a+1,b+1);

调用MUL(a+b,b+1)时,实际情况是a+1*b+1,即先计算1*b,再把a和1加进来。因此编译器在预处理时,仅仅是把宏进行原封不动地替换。因此正确写法是:

#define MUL(a,b) (a)*(b)

        但即使是这种情况,还是会有一些不可思议的事情发生。比如:

#define Square(a) (a)*(a)
int a = 5;
Square(a++);

       执行完Square后,我想绝大多数人的本意肯定是a = 6,但实际却是7,因为a被自增了两次:(a++)*(a++)。用inline函数,即可以像函数一样满足我们的本意:

template<typename T>
inline T Square(const T &a)
{
	return a*a;
}

       inline函数既可以像函数一样有实现我们的需求,同时又可以像宏一样,不需要函数调用。因此这种情况下,应该尽可能用inline函数来代替宏的使用。

      

       小结:对于单纯常量,最好以const对象或enum替换#define。

                   对于形似函数的宏,最好改用inline函数替换#define。

 

       (见《Effective C++,3rd》,条款2)

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