Effective C++ item01 尽量以const enum inline替换#define

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1.尽量用const、enum、inline代替宏#define

  • 使用编译器替换预处理器,或许#define可以不被视为C++语言中的一部分,如下面的代码:
        #define PI 3.14
    
  • 名称PI也行从来都没有被编译器看到过,也许在编译器开始处理源码之前,它就已经被预处理器移走了。于是,PI有可能没进入记号表中,所以导致当使用此常量但获得一个编译错误信息时,可能会带来困惑,因为这个错误也会会提到3.14而不是PI;如果PI被定义在一个不是自己写的头文件中,我们可能对3.14的含义一无所知。解决的方法是使用常量替换上面的宏,见下面的代码
        const double Pi = 3.14;  // 宏名一般是大写的
    
  • 浮点常量Pi肯定会被编译器看到,当然会进入记号表中。此外,使用浮点常量Pi将会比使用宏有较小的代码量,因为使用宏时,会盲目的将宏名称PI替换成3.14,可能导致目标代码出现多份的3.14,但是使用浮点常量绝不会出现相同的情况。

2.使用常量代替宏#define的两种特殊情况

  • 2.1 定义常量指针
    • 由于常量定义式通常被放在头文件中,以便被不同的源码所包含。因此,有必要将指针声明为const。例如在头文件中定义一个常量的char*-base字符串,必须写const两次。下面的情况使用string类的对象会比使用指向常量的常量指针更好。
          const char* const authorName = "Curry_Coder";  // 指向常量的常量指针
          const string authorName = "Curry_Coder";
      
  • 2.2 class的专属常量
    • 为了将常量的作用域限制在class中,必须将常量作为class中的一个成员,为了确保常量至多只有一份实体,必须让常量成为静态成员变量。无法使用#define创建一个class专属常量,因为#define并不重视作用域,一旦宏被定义后,它就在其后的编译过程中有效。这意味着#define不仅不能用来定义class专属常量,也不能提供任何的封装,没有访问权限的限制,但const成员变量是可以被封装的。
          class GamePlayer{
              public:
                  static const int NumTurns = 5;  // 常量声明
                  int scores[NumTurns];
          };
      
    • 当编译器不允许使用static int class 常量来完成类内部的初值设定时,可以使用所谓的enum hack补偿的做法,即一个属于枚举类型的数值可以当做int类型使用,enum可以让别人无法获得一个指针或引用指向你的某个整数常量,如下面的例子:
          class GamePlayers{
              private:
                  enum {NumTurns = 5};
                  int socres[NumTurns];
                  // TODO;
          };
      

3.#define误用的情况

  • 宏看起来像函数,但不会产生函数调用,从而导致额外的开销。下面是带参数的宏,调用函数f:
        #define CALL_MAX(a, b) f((a) > (b) ? (a):(b))
    
  • 上面的宏存在太多的缺点,当写出上面的宏时,必须记住为宏中的所有实参加上(),否则别人在表达式中调用这个宏时会带来疑惑。但有时候即使加上(),也会产生不可思议的事情:
        int a = 5; b = 0;
        CALL_MAX(++a, b);  // a被加2次
        CALL_MAX(++a, b+10);  // a被加1次
    
  • 使用内联的函数模板解决上面的问题,函数模板接收两个同类型的对象,并以其中较大者调用f,不需要为参数加上括号,如下面的例子:
        template<typename T>
        inline void call_max(const T &a, const T &b){
            f(a > b) ? a:b;
        }
    

4.总结

  • 对于单纯的常量,最好使用const对象会enum代替#define宏
  • 对于类似于函数的宏,最好改用inline函数替换#define

5.参考资料

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