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C語言編程技巧 關於const和#define的區別心得

編輯:C語言基礎知識

#define ASPECT_RATIO 1.653

編譯器會永遠也看不到ASPECT_RATIO這個符號名,因為在源碼進入編譯器之前,它會被預處理程序去掉,於是ASPECT_RATIO不會加入到符號列表中。如果涉及到這個常量的代碼在編譯時報錯,就會很令人費解,因為報錯信息指的是1.653,而不是ASPECT_RATIO。如果ASPECT_RATIO不是在你自己寫的頭文件中定義的,你就會奇怪1.653是從哪裡來的,甚至會花時間跟蹤下去。這個問題也會出現在符號調試器中,因為同樣地,你所寫的符號名不會出現在符號列表中。
解決這個問題的方案很簡單:不用預處理宏,定義一個常量: 

const double ASPECT_RATIO = 1.653;

這種方法很有效。但有兩個特殊情況要注意。

首先,定義指針常量時會有點不同。因為常量定義一般是放在頭文件中(許多源文件會包含它),除了指針所指的類型要定義成const外,重要的是指針也經常要定義成const。例如,要在頭文件中定義一個基於char*的字符串常量,你要寫兩次const:

const char * const authorName = "Scott Meyers";

關於const的含義和用法,特別是和指針相關聯的問題,參見條款21。 

另外,定義某個類(class)的常量一般也很方便,只有一點點不同。要把常量限制在類中,首先要使它成為類的成員;為了保證常量最多只有一份拷貝,還要把它定義為靜態成員:      

class GamePlayer {
private:
static const int NUM_TURNS = 5; // constant eclaration 
int scores[NUM_TURNS]; // use of constant
...
};

還有一點,正如你看到的,上面的語句是NUM_TURNS的聲明,而不是定義,所以你還必須在類的實現代碼文件中定義類的靜態成員:

const int GamePlayer::NUM_TURNS; // mandatory definition;
// goes in class impl.file

你不必過於擔心這種小事。如果你忘了定義,鏈接器會提醒你。

舊一點的編譯器會不接受這種語法,因為它認為類的靜態成員在聲明時定義初始值是非法的;而且,類內只允許初始化整數類型(如:int, bool, char 等),還只能是常量。
在上面的語法不能使用的情況下,可以在定義時賦初值:
class EngineeringConstants { // this goes in the class
private: // header file
static const double FUDGE_FACTOR;
...
};
// this goes in the class implementation file
const double EngineeringConstants::FUDGE_FACTOR = 1.35;

大多數情況下你只要做這麼多。唯一例外的是當你的類在編譯時需要用到這個類的常量的情況,例如上面GamePlayer::scores數組的聲明(編譯過程中編譯器一定要知道數組的大小)。所以,為了彌補那些(不正確地)禁止類內進行整型類常量初始化的編譯器的不足,可以采用稱之為“借用enum”的方法來解決。這種技術很好地利用了當需要int類型時可以使用枚舉類型的原則,所以GamePlayer也可以象這樣來定義:
class GamePlayer {
private:
enum { NUM_TURNS = 5 } // "the enum hack" — makes
// NUM_TURNS a symbolic name 
// for 5
int scores[NUM_TURNS];// fine
};

除非你正在用老的編譯器(即寫於1995年之前),你不必借用enum。當然,知道有這種方法還是值得的,因為這種可以追溯到很久以前的時代的代碼可是不常見的喲。

回到預處理的話題上來。另一個普遍的#define指令的用法是用它來實現那些看起來象函數而又不會導致函數調用的宏。典型的例子是計算兩個對象的最大值:
#define max(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))

這個語句有很多缺陷,光想想都讓人頭疼,甚至比在高峰時間到高速公路去開車還讓人痛苦。
無論什麼時候你寫了象這樣的宏,你必須記住在寫宏體時對每個參數都要加上括號;否則,別人調用你的宏時如果用了表達式就會造成很大的麻煩。但是即使你象這樣做了,還會有象下面這樣奇怪的事發生:

int a = 5, b = 0;
max(++a, b);// a 的值增加了2次
max(++a, b+10); // a 的值只增加了1次

這種情況下,max內部發生些什麼取決於它比較的是什麼值!
幸運的是你不必再忍受這樣愚笨的語句了。你可以用普通函數實現宏的效率,再加上可預計的行為和類型安全,這就是內聯函數(見條款33):
inline int max(int a, int b) { return a > b ? a : b; }
不過這和上面的宏不大一樣,因為這個版本的max只能處理int類型。但模板可以很輕巧地解決這個問題:
template<class T>
inline const T& max(const T& a, const T& b)
{ return a > b ? a : b; }

這個模板產生了一整套函數,每個函數拿兩個可以轉換成同種類型的對象進行比較然後返回較大的(常量)對象的引用。因為不知道T的類型,返回時傳遞引用可以提高效率(見條款22)。

順便說一句,在你打算用模板寫象max這樣有用的通用函數時,先檢查一下標准庫(見條款49),看看他們是不是已經存在。比如說上面說的max,你會驚喜地發現你可以後人乘涼:max是C++標准庫的一部分。
有了const和inline,你對預處理的需要減少了,但也不能完全沒有它。拋棄#include的日子還很遠,#ifdef/#ifndef在控制編譯的過程中還扮演重要角色。預處理還不能退休,但你一定要計劃給它經常放長假

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