【Effective C++读书笔记】条款02 尽量以const, enum, inline 替换 #define

条款02列了三种情况说明为什么要尽量以const，enum，inline替换#define。下面一一介绍。

1. const替换#define

#define ASPECT_RATIO 1.653

当你使用#define时，在编译器进行编译之前，预处理器会将所有的ASPECT_RATIO替换为1.653。所以我们可能会遇到这种情况，就是当出现一个编译错误时，错误信息会提到1.653，而不是ASPECT_RATIO，因为在编译之前ASPECT_RATIO已被替换。当程序很大时，我们对1.653来自何方毫无概念，对于追踪它会浪费很多时间。
解决的方法是以一个常量替换上述的宏（#define）：

const double AspectRatio = 1.653;

书中下面这段话我没太明白啥意思，看懂的可以留言互相讨论。

对浮点常量（floating point constant, 就像本例）而言，使用常量可能比使用#define导致较小量的代码，因为预处理器“盲目地将宏名称ASPECT_RATIO替换胃1.653”可能导致目标码（object code）出现多份1.653，若改用常量AspectRatio绝不会出现相同情况。

使用const有两点需要注意的地方：

1）常量指针

若要在头文件中定义一个常量指针，必须写两次const。

const char* const authorName = "Scott Meyers";

2）class专属常量

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

static保证了常量至多只有一个实体。但是，我们在此处看到的NumTurns只是一个声明式。
通常情况下，C++要求我们对使用的任何东西都提供一个定义式，但如果它是个专属常量又是static且为整数类型（本例），则需特殊处理。如果我们是使用时不取常量的地址，我们可以声明并使用而无须提供定义式。否则就必须提供如下定义式：

const int GamePlayer::NumTurns;  

上式需要放进一个实现文件而非头文件。由于class常量已在声明时获得初值，因此定义时不可再设置初值。

2. 使用enum替换#define

刚才的例子：

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

有时候，有的编译器不允许static成员在其声明式上获得初值。所以只能将初值放在定义式：

// 头文件
class GamePlayer {
private:
  static const int NumTurns = 5;  // 常量声明式
};
//实现文件
const int GamePlayer::NumTurns = 5;

但是，类中还有一个变量int scores[NumTurns]，该变量必须在指定NumTurns的值（编译器要求），这就出现矛盾了。如何解决这个问题呢，enum hack就出场了！

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

我们让 NumTurns成为5的一个记号名称，这样就没问题了。

enum hack的行为某方面说比较像#define而不像const，例如取一个const的地址是合法的，但取一个enum的地址就不合法，而取一个#define的地址也不合法。

3. inline替换#define

有时候我们会用#define定义一个函数：

#define GET_THE_MAX(a, b) a > b ? a : b

这种写法有时会发生不可思议的事情：

int a = 10, b = 0;
GET_THE_MAX(++a, b);            // a被累加两次
GET_THE_MAX(++a, b+20);         // a被累加一次

a的递增次数竟然取决于“它被拿来和谁作比较”！
#define定义的宏函数不会招致函数调用带来的额外开销，但是出现这种情况我们也是不希望的。
此时，我们可以使用inline函数完美解决这个问题。

inline int getTheMax(int a, int b){
    return a > b ? a : b;
}

如果类型不固定为int，可以使用template：

template  inline T getTheMax(const T&a, const T&b){
    return a > b ? a : b;
}

当我们在调用时，

int a = 10, b = 0;
getTheMax(++a, b);            // a被累加一次
getTheMax(++a, b+20);         // a被累加一次

不论与谁作比较，a只会累加一次。

4.结语

有了consts, enums和inlines，我们对预处理器（特别是#define）的需求降低了，但并非完全消除。#define仍然是必需品，而#ifdef/#ifndef也继续扮演控制编译的重要角色。
对于#define的使用，需要记住的两点：

1. 对于单纯变量，最好以const对象或enum替换#define。
2. 对于形似函数的宏（macros），最好改用inline函数替换#define。