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转载自:http://blog.csdn.net/norains/archive/2009/07/21/4366530.aspx

    #define,const,enum:这三者有何关联?一个是宏定义,一个是静态修饰符,最后一个还是枚举类型。是不是有点像养麦皮打浆糊——粘不到一 起?如果我们将范围缩小再缩小,让三者都只局限于“固定值”,那么千丝万缕的关系就了然于纸上——至少,有共同点了。

在解释什么是“固定值”之前,我们先来了解何为“奇数”。太多的原则都有告诫,少用“奇数”,因为这将导致代码不可维护。听起来似乎如算命的释语般玄之又玄,不可捉摸,但其间的语义却是如此简单。下面这两个代码段,正好说明“奇数”之糟糕:

  1. 代码段1:      
  2. switch(mode)  
  3. {  
  4.   case 1:  
  5.    //TO Do someting.  
  6.    break;         
  7.   case 2:  
  8.    //TO Do someting.  
  9.    break;         
  10.   case 3:  
  11.    //TO Do someting.  
  12.    break;  
  13. }  
  14.   
  15. 代码段2:  
  16. switch(mode)  
  17. {  
  18.   case SLEEP:  
  19.    //TO Do someting.  
  20.    break;         
  21.   case POWER_OFF:  
  22.    //TO Do someting.  
  23.    break;         
  24.   case POWER_ON:  
  25.    //TO Do someting.  
  26.    break;  
  27. }  
代码段1: switch(mode) { case 1: //TO Do someting. break; case 2: //TO Do someting. break; case 3: //TO Do someting. break; } 代码段2: switch(mode) { case SLEEP: //TO Do someting. break; case POWER_OFF: //TO Do someting. break; case POWER_ON: //TO Do someting. break; }

    显而易见,代码段2的可读性比代码段1要高多了。在这两个实例里,像“1”,“2”,“3”这种就叫奇数,而 “SLEEP”,“POWER_OFF”,“POWER_ON”就是固定值。固定值的定义在C++中有三种方式,分别就是本文要讨论 的#define,const和enum。

大名鼎鼎的《Effect C++》的作者Scott Meyers就曾建议过,凡是用const能代替#define的地方,都应该用const。这句话不无道理,也从另一方面来说,#define和const事实上很多地方都能互用。

比如

  1. const DWORD DEFAULT_VOLUME = 0xFFFF;  
  2. //#define DEFAULT_VOLUME    0xFFFF  
  3.   
  4. ...  
  5.   
  6. m_dwVolume = DEFAULT_VOLUME;  
const DWORD DEFAULT_VOLUME = 0xFFFF; //#define DEFAULT_VOLUME 0xFFFF ... m_dwVolume = DEFAULT_VOLUME;

    无论你是用const还是#define来定义DEFAULT_VOLUME,对于m_dwVolume = DEFAULT_VOLUME这语句而言都没有本质性的变化。那么,是不是意味着,是用#define还是用const,完全取决于当时的心情了?答案自 然是否定的,否则本文就成了抒情散文了。

#define有个致命的缺陷,不受作用域限制。凡是在#define之后的代码,都可以直接使用#define定义的数值。

我们经常会写这么一个函数,用以获取某个设备的DWORD值。但这个函数不是返回BOOL类型来表示成败,而是采用另外一种方式:当读取成功时,返回的是 具体和设备有关的数值;当失败时,返回的是默认数值。听起来这函数功能有点奇怪,也怀疑在什么情况下才会采用如此设计,但可惜本文主题不是讨论该函数能干 什么,或应该出现于什么地点,我们只要知道有这么一种函数即可。

我们姑且假设这函数原型如下:

  1. DWORD GetDevDW(HANDLE hDev,DWORD dwError);  
DWORD GetDevDW(HANDLE hDev,DWORD dwError);

    调用也很简单:

  1. DWORD dwVal = GetDevDW(hDev,ERROR_VALUE);  
DWORD dwVal = GetDevDW(hDev,ERROR_VALUE);


在这个例子中,如果dwVal的数值等于ERROR_VALUE,那么意味着调用GetDevDW失败;不等于ERROR_VALUE才意味着调用成功。

现在我们有两个函数,分别用来获取两个设备的信息。在接下来的例子中,我们采用#define来定义固定值:

  1. void GetDev1Info()  
  2. {  
  3.   ....  
  4.     
  5.     #define ERROR_VALUE 0  
  6.     GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE);  
  7.       
  8.     ...  
  9. }  
  10.   
  11. void GetDev2Info()  
  12. {  
  13.   ....  
  14.     
  15.     #define ERROR_VALUE 2  
  16.     GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE);  
  17.       
  18.     ...  
  19. }  
void GetDev1Info() { .... #define ERROR_VALUE 0 GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE); ... } void GetDev2Info() { .... #define ERROR_VALUE 2 GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE); ... }

    看起来一切似乎都挺好,难道不是嘛?只可惜,编译会有警告出现:'ERROR_VALUE' : macro redefinition。

问题的根源只在于#define的数值没有作用域的概念。更为糟糕的是,在GetDev2Info函数中使用的ERROR_VALUE并不是我们所期望的2,而是在GetDev1Info中定义的0。噢,我的天,再也没有比这更糟糕的事了。

为了彻底解决这个警告,我们可以在GetDev2Info函数做一些额外的工作:

  1. void GetDev2Info()  
  2. {  
  3.   ....  
  4.     
  5.   #ifdef ERROR_VALUE  
  6.     #undef ERROR_VALUE  
  7.   #endif  
  8.     
  9.     #define ERROR_VALUE 2  
  10.     GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE);  
  11.       
  12.     ...  
  13. }  
void GetDev2Info() { .... #ifdef ERROR_VALUE #undef ERROR_VALUE #endif #define ERROR_VALUE 2 GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE); ... }

    问题解决了,警告没有了,但代码却丑陋了。

还有另一种方式,更改固定值的名称:

  1. void GetDev1Info()  
  2. {  
  3.   ....  
  4.     
  5.     #define DEV1_ERROR_VALUE 0  
  6.     GetDevDW(NULL,DEV1_ERROR_VALUE);  
  7.       
  8.     ...  
  9. }  
  10.   
  11. void GetDev2Info()  
  12. {  
  13.   ....  
  14.     
  15.     #define DEV2_ERROR_VALUE 2  
  16.     GetDevDW(NULL,DEV2_ERROR_VALUE);  
  17.       
  18.     ...  
  19. }  
void GetDev1Info() { .... #define DEV1_ERROR_VALUE 0 GetDevDW(NULL,DEV1_ERROR_VALUE); ... } void GetDev2Info() { .... #define DEV2_ERROR_VALUE 2 GetDevDW(NULL,DEV2_ERROR_VALUE); ... }

    同样,问题解决了,警告没有了,并且,代码也不算丑陋。遗留的唯一问题是,如果类似函数很多的话,我们需要绞尽脑汁去给每个错误固定值选择一个唯一的名字。呃,这对于我们这些懒人而言,这并不算一个好差事。既然如此,为什么不用const呢?

  1. void GetDev1Info()  
  2. {  
  3.   ...  
  4.     
  5.     const DWORD ERROR_VALUE = 0;  
  6.     GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE);  
  7.       
  8.     ....  
  9. }  
  10.   
  11. void GetDev2Info()  
  12. {  
  13.   ...  
  14.     
  15.     const DWORD ERROR_VALUE = 2;  
  16.     GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE);  
  17.       
  18.     ...  
  19. }  
void GetDev1Info() { ... const DWORD ERROR_VALUE = 0; GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE); .... } void GetDev2Info() { ... const DWORD ERROR_VALUE = 2; GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE); ... }

    没错,仅此而已。因为const DWORD声明的是一个局部变量,受限于作用域的局限,所以我们在GetDev1Info和GetDev2Info都能使用相同的固定值名称。

这个例子也许还不足以说服你用const替代#define,那么接下来的例子你应该会扭转这一观念——或许这例子你已经碰到过。

我们有两个class,分别用来控制汽车的重音和功放。这两个类都需要在头文件中定义MAX_VOLUME以供使用者调用,但很不幸的是,重音和功放的MAX_VOLUME值是不同的。

如果用#define,在头文件中我们可能这么写:

  1. ///////////////////////////////////  
  2. //Bass.h  
  3. #define MAX_VOLUME 15  
/////////////////////////////////// //Bass.h #define MAX_VOLUME 15
  1. ///////////////////////////////////  
  2. //Amplifier.h  
  3. #define MAX_VOLUME 30  
/////////////////////////////////// //Amplifier.h #define MAX_VOLUME 30

    当两个头文件没有同时使用时,一切都很顺利,不是嘛?

但如果我需要同时控制着两个音量,那么我们就必须要同时include这两个文件,像这种调用大家应该不陌生吧:

  1. #include "Bass.h"  
  2. #include "Amplifier.h"  
#include "Bass.h" #include "Amplifier.h"

    那么问题就很显然:严重的警告或是无法通过编译。

为了解决这个问题,我们还是只能请出const。只不过,如果还是简单地声明如下:

  1. ///////////////////////////////////  
  2. //Bass.h  
  3. const DWORD MAX_VOLUME = 15;  
/////////////////////////////////// //Bass.h const DWORD MAX_VOLUME = 15;
  1. ///////////////////////////////////  
  2. //Amplifier.h  
  3. const DWORD MAX_VOLUME = 30;  
/////////////////////////////////// //Amplifier.h const DWORD MAX_VOLUME = 30;

    那么该出现的问题还是和用#define一样,没有任何本质上的改变。这时候,我们只能请出namespace了。

  1. ///////////////////////////////////  
  2. //Bass.h  
  3. namespace Bass  
  4. {  
  5.  const DWORD MAX_VOLUME = 15;  
  6. };
  1. ///////////////////////////////////  
  2. //Amplifier.h  
  3. namespace Amplifier  
  4. {  
  5.  const DWORD MAX_VOLUME = 30;  
  6. }  
/////////////////////////////////// //Amplifier.h namespace Amplifier { const DWORD MAX_VOLUME = 30; }

    在没有使用using来省略命名空间的情况下,我们可以这么折腾代码:

  1. DWORD dwBass = Bass::MAX_VOLUME;  
  2. DWORD dwAmplifier = Amplifier::MAX_VOLUME;  
DWORD dwBass = Bass::MAX_VOLUME; DWORD dwAmplifier = Amplifier::MAX_VOLUME;

    在这个例子中,命名空间起到标志作用,标明当前的MAX_VOLUME属于哪种范畴,也算意外的收获。

看到这里,也许有人会问,如果是namespace + #define方式可以么?很遗憾,答案是不行。正如前面所说,#define不受限于作用域,所以简简单单的namespace无法套住#define这只猛兽。

至此,我们可以这么下定论,在不涉及到条件编译,并且只是使用固定值的前提下,我们都应该用const来替代#define。

基于这个原则,以下的讨论我们就抛开#define,只用const。

我们再回过头来看看文章最初的例子,将其封装为一个函数

  1. BOOL SwitchMode(DWORD mode)  
  2. {  
  3.   ...  
  4.     
  5.   switch(mode)  
  6.   {  
  7.     case SLEEP:  
  8.      //TO Do someting.  
  9.      break;         
  10.     case POWER_OFF:  
  11.      //TO Do someting.  
  12.      break;         
  13.     case POWER_ON:  
  14.      //TO Do someting.  
  15.      break;  
  16.   }  
  17.     
  18.   ...        
  19. }  
BOOL SwitchMode(DWORD mode) { ... switch(mode) { case SLEEP: //TO Do someting. break; case POWER_OFF: //TO Do someting. break; case POWER_ON: //TO Do someting. break; } ... }

    在代码的他处定义了如下固定值:

  1. const DWORD SLEEP = 0x00;  
  2. const DWORD POWER_OFF = 0x02;  
  3. const DWORD POWER_ON = 0x03;  
const DWORD SLEEP = 0x00; const DWORD POWER_OFF = 0x02; const DWORD POWER_ON = 0x03;

    调用的时候:

  1. SwitchMode(SLEEP);  
  2.   
  3. ...  
  4.   
  5. SwitchMode(POWER_OFF);  
  6.   
  7. ...  
SwitchMode(SLEEP); ... SwitchMode(POWER_OFF); ...

    很好,很漂亮,难道不是么?

但这样子无法保证使用者不是如此调用代码:

  1. SwitchMode(0x100);  
SwitchMode(0x100);

    0x100不是我们想要的数值,在SwitchMode函数也不会对该数值有相应的处理,但偏偏这符合编译器的规范,它会让这代码没有任何警告没有任何错误顺利编译通过。

也许还有人说,谁会那么傻,直接用0x100来赋值啊?这话确实没错,直接用0x100的概率确实太少了。

但我们无法否认,会有这么一种可能:有另外一个函数,其中一个固定值为如下定义:

  1. const DWORD FILE_MODE = 0x100;  
const DWORD FILE_MODE = 0x100;

    而我们一时冲昏了头,又或许喝醉了酒,将该参数误用了:

  1. SwitchMode(FILE_MODE);  
SwitchMode(FILE_MODE);

    对于编译器来说,无论是0x100还是FILE_MODE,都没有太多意义,所以这病态代码很容易通过编译器检测;而对于人而言,因为已经使用了固定值,也下意识以为这参数是符合的。两者,无论是编译器,还是我们,都被合理地蒙骗了。

那么,我们有办法在编译的时候,如果该数值不是我们所想要的,编译器能给使用者提示警告甚至错误么?

一切皆有可能!不过,这时候我们不能使用const,而必须换用enum。

首先用enum定义固定值:

  1. enum Mode  
  2. {  
  3.     SLEEP,  
  4.     POWER_OFF,  
  5.     POWER_ON,  
  6. };  
enum Mode { SLEEP, POWER_OFF, POWER_ON, };

    函数的声明如此更换:

  1. BOOL SwitchMode(Mode mode)  
BOOL SwitchMode(Mode mode)

    调用也是和之前无异:

  1. SwitchMode(SLEEP);  
  2.   
  3. ...  
  4.   
  5. SwitchMode(POWER_OFF);  
  6.   
  7. ...  
SwitchMode(SLEEP); ... SwitchMode(POWER_OFF); ...

    唯一的不同就是,如果你这样调用:

  1. SwitchMode(0x100); //这时候无法编译通过  
  2. SwitchMode(FILE_MODE); //这时候无法编译通过  
SwitchMode(0x100); //这时候无法编译通过 SwitchMode(FILE_MODE); //这时候无法编译通过

    那么编译器就会毫不犹豫地发出抱怨:cannot convert parameter 1 from 'int' to 'Mode'。

很好,编译器已经作为我们的第一道防火墙,将我们所不需要的毫无关联的数值通通排除在外。难道不是很美好吗?

当然,如果你想强制让编译器通过异样的数值也不是不可能

  1. SwitchMode(static_cast<Mode>(0x100));   
SwitchMode(static_cast<Mode>(0x100));

    虽然0x100不处于Mode的范围之内,但依然还是通过了编译器的检测。对此,我们毫无办法。只是,像这种极端的异教徒的做法,有多少情况下会碰到呢?


最后的最后,我们略微总结一下:

1.只是声明单一固定值,尽可能采用const。

2.如果是一组固定值,并且互相有关联,则采用enum。

3.不涉及条件编译,只是定义固定值的情形下,尽可能不使用#define。

posted on 2011-08-19 17:48 Yu_ 阅读(394) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: 数据结构与C++语法

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