【C++】#define vs const 、enum & inline

r囧r小猫 2022-03-19 08:49 193阅读 0赞

参考书籍：

《Effective C++ 》

《C++ Primer》

《C++ 编程思想》上下册

算来已经好久没有写博客了，周末抽点时间记录下最近学习的一个小问题吧。

一直在使用C++写个小实验，以前没有写过特别大的工程，也很少会考虑到使用和不使用\#define这个宏的好处和有点，最多也就是知道它是在预处理时期“盲目替换”代码的，因此不会牵涉到函数调用也就更不会有函数调用带来的堆栈开销。今天稍微详细了解了一下，所以几记录下来：

首先，简单罗列一下\#define的优点和好处：\#define不分配内存，它是预编译命令，编译之前进行宏替换；使用带参数的\#define可以完成类似于函数调用的功能，而不用付出函数调用的代价（函数调用前需要保留函数的现场，函数返回时需要恢复现场等）。不过，我这里要说的重点不是\#define带来的有点，而是它给我们带来的麻烦以及我们应该怎么样去解决。

*  \#define没有类型，不能够进行类型检查;
 *  \#define的宏不进入记号表（symbol table），因此程序出错时很难发现；
 *  \#define只是盲目地替代，因此会出现不可预知的错误，且不易被发现；
 *  \#define没有作用域（scope）的概念，一旦定于就会在随后的编译过程中有效；

原来\#define有这么多的缺点和副作用，那么在我们的程序中就应该尽量避免使用\#define,当然了凡事都不能够因噎废食，在有些场合它还是不可替代的（如\#fidef/\#define/\#endif）。下面来分析一下如何尽量少的使用\#define:

\#define 没有类型，不能进行类型检查，也不进入记号表，不会被编译器看到（只是被预处理器看到罢了）。

假设你在程序中有这么一行

#define PI 3.14159

当你运用此常量的到一个编译错误的时候，有写编译器可能会提示3.14159这个数字，而不是PI本身，所以就会让你感到莫名奇妙。甚至有时候这个宏是由别人在其他文件中定义的，那么你就可能话费更多的时间去追踪这个错误。

为了解决这个问题，可以使用一个常量来代替上面个的宏

const double Pi = 3.14159

这样，编译器就能够看到，当然也会进入符号表。在编译过程总出现错误的话编译器就会提示Pi变量出错，而不再是3.14159这个magic number，你也就不用花费更多的精力去追踪错误的罪魁祸首是谁了。当然了，编译器也能够进行数据类型的检查，因为Pi有自己的数据类型。

另外，使用const代替\#define的另一个好处就是能够限制变量的作用范围，例如可以定义class专属的常量

class A
    {
    public :
    static const double Pi ; 
    };

当然了，这里只是声明了一个作用于在A中的静态常量，还需要对它进行定义

const double A :: Pi = 3.14159 ;

这样，就建立了一个class A专属的常量，这一点\#define是做不到的。同样，\#define更不能够进行封装，也就是说，Pi可以被定义为A的私有常量，也可以定义为其protected常量，而\#define是不能的。

到此，似乎所有的问题都已经解决了，可是仔细想想还是有写遗漏的——加入我想限制对常量进行去地址和reference操作怎么办？？？\#define能做到，你不能对一个宏进行取地址，也不能建立一个对它的reference，但是const变量是允许的！！！难道我们应该重新使用\#define吗？？我想enum会给我们一些思路吧 ......

加入我们写成下面代码的形式：

class A
    {
    public :
    enum { Num = 100 };
    };

OK , 你不能取Num的地址或者reference了吧！！不过还是有问题的 .... 那就是这仅仅适用于整形数的情况 ？？？ 两外的情况该怎么办啊 ？？ 这个我想以后在说吧（后面的博客会详细说明）。

好了，说了这么多，可能有人已经有疑问了，你一直都是再说\#define对于定于变量时候的缺点和替代办法，那么当带有参数的时候该怎么办啊 ????

这个是最让人头疼的事情了，所以我放到了最后说 。。。。

先看一段代码吧：

#include <iostream>
    #define MAX(a, b) ( a ) > ( b )  ? ( a ) : ( b )
    using namespace std;
    
    
    int main (int argc, char **argv)
    {
    	int n1 = 3, n2 = 2;
    	int result =  MAX(++ n1, n2);
    	cout << result << endl;
    	return 0;
    }

我们的本意是得到++n1 ( = 4)和 n2(= 2)中的较大的至，显然这个值应该是4，可你觉得我们会得到正确的结果吗？？？先问问VS吧 ......

![1364725564_6674.png][]

![Image 1][]

哦哦哦哦哦 ？？？？ 怎么是5啊？？？

对，没有错，就是5！！！！并不是我们所需要的结果，我们可以展开一下，就会发现其实++n1在程序中被执行了两次，所以得到的是5而不是我们期望的4！

同时，你也会发现，我们在写MAX的宏定义的时候大各个参数都加了小括号，这样做是必须的，当时会让我们眼花缭乱 。。。 那么我们应该怎么样避开呢？？？——inline是个不错的替代.

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    template <typename T>
    inline T& Max( T& a, T& b)
    {
    	return a > b ? a : b;
    }
    
    int main (int argc, char **argv)
    {
    	int n1 = 3, n2 = 2;
    	int result =  Max(++ n1, n2);
    	cout << result << endl;
    	return 0;
    }

这个结果是什么呢？还是先问问VS吧：

![1364725549_6413.png][]

![Image 1][]

OK, 我们要的结果来了！！！

原因就不用赘述了吧 .....

inline函数就像正常的函数一样方便，但是却有着像\#define一样轻量级的优点！

好了，絮絮叨叨说了这么多，也没有多少有用的东西，权当练手了吧，最后总结一句：尽量减少\#define的使用频率，减少追踪莫名奇妙的错误的时间！！

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