条款02:尽量以 const, enum, inline 替换 #define

Prefer consts, enums, and inlines to #define.

使用宏定义的问题

当程序使用宏定义 #define ASPECT_RATIO 1.653 时,会有两个潜在问题。

  • 首先,记号名称 ASPECT_RATIO 有可能没有进入记号表(symbol table),当程序使用该宏而导致一个编译错误信息时,这个错误信息或许会提及 1.653,而不是 ASPECT_RATIO

  • 其次,使用常量可能会比使用 #define 导致较小量的码,因为预处理器会将所有的 ASPECT_RATIO替换成 1.653,这会导致目标码(object code)出现多份 1.653;

使用常量替换宏的特殊情况

第一种情况是定义常量指针(constant pointers),由于常量定义式通常被放在头文件内(以便被不同的源码含入),因此有必要将指针声明为 const。

const char* const authorName = "Scott Meyers";
const std::string authorNmae("Scott Meyers";

第二种情况是 class 专属常量,为了将常量的作用域(scope)限制于 class 内,则必须让常量成为 class 的一个成员(member);而为了确保此常量至多只有一份实体,则必须让它成为一个 static 成员:

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

旧的编译器不支持上述语法,它们不允许 static 成员在其声明式上获得初值,所以可以将其改为:

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

使用 #define 无法创建一个 class 的专属常量,因为 #define 并不重视作用域(scope),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。

enum hack

如果编译器不接受 static 整数型 class 常量完成 in class 的初值设定(编译器坚持必须在编译期间知道数组大小),可以改用 enum hack。它的理论基础为“一个属于枚举类型(enumerated type)的数值可以充当 ints 被使用“。

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

首先,enum hack 值比较像 #define 而不像 const,比如取一个 const 的地址时合法的,但取一个 enum 的地址就不合法,而取一个 #define 的地址通常是不合法的;其次是实用主义,许多代码以它实现宏。

常见的宏定义错误

宏看起来想函数,但不会招致函数调用(function call)带来的额外开销,但宏表达式有可能会带来不必要的麻烦,例如:

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

int a = 5, b = 0;
CALL_WITH_MAX(++a, b);         // a 被累加了两次
CALL_WITH_MAX(++a, b + 10);    // a 被累加了一次

无论何时写出这种,都必须为宏中的所有实参加上小括号。

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