《Effective C++》阅读笔记三：聊聊#define与const,enum和inline

C++程序员良好编程条款：宁可以编译器替换预处理器

实际上，#define甚至可以不被视为语言的一部分，这正是它的问题所在：

#defien ASPECT_RATIO 1.63

实际上，对编译器而言，符号ASPECT_RATIO是不可见的！是的，对于编译器而言，不存在ASPECT_RATIO，只存在1.63，因为在编译器开始处理源代码之前，符号ASPECT_RATIO就被预处理器移走了。于是，符号ASPECT_RATIO并没有进入符号表（symbol table）内。另一方面，正因为宏定义对编译器不可见，也就无法获得类型检查等有助于代码规范的帮助。

解决的方法是用以下常量替换上述宏定义：

const double Aspect_Ratio = 1.63;

作为一个语言常量，Aspect_Ratio肯定会被编译器看到，并记录到符号表中。用const定义的常量会比用#define定义的宏代码具有更少的内存消耗。因为对于宏定义，预编译器“盲目地将宏名ASPECT_RATIO替换成1.63”，导致目标程序中存在多份常量1.63。而改用const定义后，仅仅只会占用一份内存。

当用const常量代替#define时，有两种特殊情况：

1.定义常量指针（const pointers）

在头文件中定义一个常量的char*指针的字符串，可以这样写：

const char* const cAuthorName = "Jeremy Chen";

这句话表示cAuthorName是一个指向常量字符串“Jeremy Chen”的常量指针，即指针指向不能变，指针指向的内容也不能变。当然，在C++中通常用专门的string对象更加方便合适：

const std::string authorName("Jeremy Chen");

2. 作为class的专属常量

为了将常量的作用域限制在class内部，必须将const常量定义成class的成员变量。而要确保这个常量只有一份内存拷贝，必须将其声明为static成员：

class GamePlayer{private:static const int NumTurns = 5;// 如果你的编译器不支持在声明时赋值，也可以将赋初值放到定义语句中。但这种情况不适用于表达数组大小！int score[NumTurns];// 如果用常量表示数组大小，而编译器不支持声明赋值，则必须要用enum代替...};

注意，这里仅仅提供了NumTurns的声明而非定义！C++通常要求在使用一个变量前提供对象的定义。但如果其是一个class专属常量又是static且为整数类型（不仅包括int，还包括char，bool），则可以特殊处理。只要不取该变量地址，可以仅仅只是声明它而不定义就使用该变量！而一旦你需要取得这个常量的地址，或编译器需要看到一个定义式的时候，就必须另外提供定义：

const int GamePlayer::NumTurns;// 定义，这通常都是必须的

注意，请将这句语句放在实现文件中而非头文件中！由于已经在声明时获得初值，所以定义时不需要再设初值！另外，我们无法利用#define创建一个class专属的常量，因为#define 并不重视作用域。这意味着#define不仅不能用来定于class专属常量，也不能对它提供任何封装性，更不存在所谓的private #define这样的东西。而这些const常量都可以做到。

如果编译器不允许声明赋值，那么改用所谓的“the enum hack”是可行的替换选项之一：

class GamePlayer{private:enum { NumTurns = 5};// 枚举初始化，常量int scores[NumTurns];...};

关于“the enum hack”提2点：1. “the enum hack”的行为从某些方面来说更像#define而不是const。例如，不能取enum的地址。 2. 作为合格的C++程序员，你还是应该认识这种稍显奇怪的用法的，毕竟有一部分比较老式的代码中存在这样的写法。

关于宏#define，还有一点是，宏尽管看起来像函数，但并不会带来函数调用的开销。例如：

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

无论任何时候，对于宏中的实参，都必须为其加上小括号！但有时候即使你加上了括号，也会有一些你意想不到的麻烦：

int a = 5, b = 0;CALL_WITH_MAX(++a, b);// a被累加了2次CALL_WITH_MAX(++a, b+10);// a被累加了1次

对于以上代码，调用f的递增次数取决于“它和谁发生了比较”！理解这一点只需要记住一点，宏#define所作的全部工作，就是进行文本替换！所以，把++a作为一个整体替换即可理解。

要解决这个问题，比较好的方法是用template inline函数：

template<typename T>inline void callMax(const T& a, const T&b){f(a > b ? a : b);}

最后需要指出的是，尽管宏#define在很多场景中可以用更新更好的技术替换，但在某些场景中它依然是不可或缺的，比如用于控制编译条件的#ifndef ... #define... #endif，所以，预处理器依然有很重要的作用，只是需要用在合适的场景中。