#define,const,enum:這三者有何關聯?一個是宏定義,一個是靜態修飾符,最后一個還是枚舉類型。是不是有點像養麥皮打漿糊——粘不到一 起?如果我們將范圍縮小再縮小,讓三者都只局限于“固定值”,那么千絲萬縷的關系就了然于紙上——至少,有共同點了。
在解釋什么是“固定值”之前,我們先來了解何為“奇數”。太多的原則都有告誡,少用“奇數”,因為這將導致代碼不可維護。聽起來似乎如算命的釋語般玄之又玄,不可捉摸,但其間的語義卻是如此簡單。下面這兩個代碼段,正好說明“奇數”之糟糕:
- 代碼段1:
- switch(mode)
- {
- case 1:
-
- break;
- case 2:
-
- break;
- case 3:
-
- break;
- }
-
- 代碼段2:
- switch(mode)
- {
- case SLEEP:
-
- break;
- case POWER_OFF:
-
- break;
- case POWER_ON:
-
- break;
- }
代碼段1: switch(mode) { case 1: //TO Do someting. break; case 2: //TO Do someting. break; case 3: //TO Do someting. break; } 代碼段2: switch(mode) { case SLEEP: //TO Do someting. break; case POWER_OFF: //TO Do someting. break; case POWER_ON: //TO Do someting. break; }
顯而易見,代碼段2的可讀性比代碼段1要高多了。在這兩個實例里,像“1”,“2”,“3”這種就叫奇數,而 “SLEEP”,“POWER_OFF”,“POWER_ON”就是固定值。固定值的定義在C++中有三種方式,分別就是本文要討論 的#define,const和enum。
大名鼎鼎的《Effect C++》的作者Scott Meyers就曾建議過,凡是用const能代替#define的地方,都應該用const。這句話不無道理,也從另一方面來說,#define和const事實上很多地方都能互用。
比如
- const DWORD DEFAULT_VOLUME = 0xFFFF;
-
-
- ...
-
- m_dwVolume = DEFAULT_VOLUME;
const DWORD DEFAULT_VOLUME = 0xFFFF; //#define DEFAULT_VOLUME 0xFFFF ... m_dwVolume = DEFAULT_VOLUME;
無論你是用const還是#define來定義DEFAULT_VOLUME,對于m_dwVolume = DEFAULT_VOLUME這語句而言都沒有本質性的變化。那么,是不是意味著,是用#define還是用const,完全取決于當時的心情了?答案自 然是否定的,否則本文就成了抒情散文了。
#define有個致命的缺陷,不受作用域限制。凡是在#define之后的代碼,都可以直接使用#define定義的數值。
我們經常會寫這么一個函數,用以獲取某個設備的DWORD值。但這個函數不是返回BOOL類型來表示成敗,而是采用另外一種方式:當讀取成功時,返回的是 具體和設備有關的數值;當失敗時,返回的是默認數值。聽起來這函數功能有點奇怪,也懷疑在什么情況下才會采用如此設計,但可惜本文主題不是討論該函數能干 什么,或應該出現于什么地點,我們只要知道有這么一種函數即可。
我們姑且假設這函數原型如下:
- DWORD GetDevDW(HANDLE hDev,DWORD dwError);
DWORD GetDevDW(HANDLE hDev,DWORD dwError);
調用也很簡單:
- DWORD dwVal = GetDevDW(hDev,ERROR_VALUE);
DWORD dwVal = GetDevDW(hDev,ERROR_VALUE);
在這個例子中,如果dwVal的數值等于ERROR_VALUE,那么意味著調用GetDevDW失?。徊坏扔贓RROR_VALUE才意味著調用成功。
現在我們有兩個函數,分別用來獲取兩個設備的信息。在接下來的例子中,我們采用#define來定義固定值:
- void GetDev1Info()
- {
- ....
-
- #define ERROR_VALUE 0
- GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE);
-
- ...
- }
-
- void GetDev2Info()
- {
- ....
-
- #define ERROR_VALUE 2
- GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE);
-
- ...
- }
void GetDev1Info() { .... #define ERROR_VALUE 0 GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE); ... } void GetDev2Info() { .... #define ERROR_VALUE 2 GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE); ... }
看起來一切似乎都挺好,難道不是嘛?只可惜,編譯會有警告出現:'ERROR_VALUE' : macro redefinition。
問題的根源只在于#define的數值沒有作用域的概念。更為糟糕的是,在GetDev2Info函數中使用的ERROR_VALUE并不是我們所期望的2,而是在GetDev1Info中定義的0。噢,我的天,再也沒有比這更糟糕的事了。
為了徹底解決這個警告,我們可以在GetDev2Info函數做一些額外的工作:
- void GetDev2Info()
- {
- ....
-
- #ifdef ERROR_VALUE
- #undef ERROR_VALUE
- #endif
-
- #define ERROR_VALUE 2
- GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE);
-
- ...
- }
void GetDev2Info() { .... #ifdef ERROR_VALUE #undef ERROR_VALUE #endif #define ERROR_VALUE 2 GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE); ... }
問題解決了,警告沒有了,但代碼卻丑陋了。
還有另一種方式,更改固定值的名稱:
- void GetDev1Info()
- {
- ....
-
- #define DEV1_ERROR_VALUE 0
- GetDevDW(NULL,DEV1_ERROR_VALUE);
-
- ...
- }
-
- void GetDev2Info()
- {
- ....
-
- #define DEV2_ERROR_VALUE 2
- GetDevDW(NULL,DEV2_ERROR_VALUE);
-
- ...
- }
void GetDev1Info() { .... #define DEV1_ERROR_VALUE 0 GetDevDW(NULL,DEV1_ERROR_VALUE); ... } void GetDev2Info() { .... #define DEV2_ERROR_VALUE 2 GetDevDW(NULL,DEV2_ERROR_VALUE); ... }
同樣,問題解決了,警告沒有了,并且,代碼也不算丑陋。遺留的唯一問題是,如果類似函數很多的話,我們需要絞盡腦汁去給每個錯誤固定值選擇一個唯一的名字。呃,這對于我們這些懶人而言,這并不算一個好差事。既然如此,為什么不用const呢?
- void GetDev1Info()
- {
- ...
-
- const DWORD ERROR_VALUE = 0;
- GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE);
-
- ....
- }
-
- void GetDev2Info()
- {
- ...
-
- const DWORD ERROR_VALUE = 2;
- GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE);
-
- ...
- }
void GetDev1Info() { ... const DWORD ERROR_VALUE = 0; GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE); .... } void GetDev2Info() { ... const DWORD ERROR_VALUE = 2; GetDevDW(NULL,ERROR_VALUE); ... }
沒錯,僅此而已。因為const DWORD聲明的是一個局部變量,受限于作用域的局限,所以我們在GetDev1Info和GetDev2Info都能使用相同的固定值名稱。
這個例子也許還不足以說服你用const替代#define,那么接下來的例子你應該會扭轉這一觀念——或許這例子你已經碰到過。
我們有兩個class,分別用來控制汽車的重音和功放。這兩個類都需要在頭文件中定義MAX_VOLUME以供使用者調用,但很不幸的是,重音和功放的MAX_VOLUME值是不同的。
如果用#define,在頭文件中我們可能這么寫:
/////////////////////////////////// //Bass.h #define MAX_VOLUME 15
/////////////////////////////////// //Amplifier.h #define MAX_VOLUME 30
當兩個頭文件沒有同時使用時,一切都很順利,不是嘛?
但如果我需要同時控制著兩個音量,那么我們就必須要同時include這兩個文件,像這種調用大家應該不陌生吧:
- #include "Bass.h"
- #include "Amplifier.h"
#include "Bass.h" #include "Amplifier.h"
那么問題就很顯然:嚴重的警告或是無法通過編譯。
為了解決這個問題,我們還是只能請出const。只不過,如果還是簡單地聲明如下:
-
-
- const DWORD MAX_VOLUME = 15;
/////////////////////////////////// //Bass.h const DWORD MAX_VOLUME = 15;
-
-
- const DWORD MAX_VOLUME = 30;
/////////////////////////////////// //Amplifier.h const DWORD MAX_VOLUME = 30;
那么該出現的問題還是和用#define一樣,沒有任何本質上的改變。這時候,我們只能請出namespace了。
-
-
- namespace Bass
- {
- const DWORD MAX_VOLUME = 15;
- };
-
-
- namespace Amplifier
- {
- const DWORD MAX_VOLUME = 30;
- }
/////////////////////////////////// //Amplifier.h namespace Amplifier { const DWORD MAX_VOLUME = 30; }
在沒有使用using來省略命名空間的情況下,我們可以這么折騰代碼:
- DWORD dwBass = Bass::MAX_VOLUME;
- DWORD dwAmplifier = Amplifier::MAX_VOLUME;
DWORD dwBass = Bass::MAX_VOLUME; DWORD dwAmplifier = Amplifier::MAX_VOLUME;
在這個例子中,命名空間起到標志作用,標明當前的MAX_VOLUME屬于哪種范疇,也算意外的收獲。
看到這里,也許有人會問,如果是namespace + #define方式可以么?很遺憾,答案是不行。正如前面所說,#define不受限于作用域,所以簡簡單單的namespace無法套住#define這只猛獸。
至此,我們可以這么下定論,在不涉及到條件編譯,并且只是使用固定值的前提下,我們都應該用const來替代#define。
基于這個原則,以下的討論我們就拋開#define,只用const。
我們再回過頭來看看文章最初的例子,將其封裝為一個函數
- BOOL SwitchMode(DWORD mode)
- {
- ...
-
- switch(mode)
- {
- case SLEEP:
-
- break;
- case POWER_OFF:
-
- break;
- case POWER_ON:
-
- break;
- }
-
- ...
- }
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; } ... }
在代碼的他處定義了如下固定值:
- const DWORD SLEEP = 0x00;
- const DWORD POWER_OFF = 0x02;
- const DWORD POWER_ON = 0x03;
const DWORD SLEEP = 0x00; const DWORD POWER_OFF = 0x02; const DWORD POWER_ON = 0x03;
調用的時候:
- SwitchMode(SLEEP);
-
- ...
-
- SwitchMode(POWER_OFF);
-
- ...
SwitchMode(SLEEP); ... SwitchMode(POWER_OFF); ...
很好,很漂亮,難道不是么?
但這樣子無法保證使用者不是如此調用代碼:
SwitchMode(0x100);
0x100不是我們想要的數值,在SwitchMode函數也不會對該數值有相應的處理,但偏偏這符合編譯器的規范,它會讓這代碼沒有任何警告沒有任何錯誤順利編譯通過。
也許還有人說,誰會那么傻,直接用0x100來賦值啊?這話確實沒錯,直接用0x100的概率確實太少了。
但我們無法否認,會有這么一種可能:有另外一個函數,其中一個固定值為如下定義:
- const DWORD FILE_MODE = 0x100;
const DWORD FILE_MODE = 0x100;
而我們一時沖昏了頭,又或許喝醉了酒,將該參數誤用了:
SwitchMode(FILE_MODE);
對于編譯器來說,無論是0x100還是FILE_MODE,都沒有太多意義,所以這病態代碼很容易通過編譯器檢測;而對于人而言,因為已經使用了固定值,也下意識以為這參數是符合的。兩者,無論是編譯器,還是我們,都被合理地蒙騙了。
那么,我們有辦法在編譯的時候,如果該數值不是我們所想要的,編譯器能給使用者提示警告甚至錯誤么?
一切皆有可能!不過,這時候我們不能使用const,而必須換用enum。
首先用enum定義固定值:
- enum Mode
- {
- SLEEP,
- POWER_OFF,
- POWER_ON,
- };
enum Mode { SLEEP, POWER_OFF, POWER_ON, };
函數的聲明如此更換:
- BOOL SwitchMode(Mode mode)
BOOL SwitchMode(Mode mode)
調用也是和之前無異:
- SwitchMode(SLEEP);
-
- ...
-
- SwitchMode(POWER_OFF);
-
- ...
SwitchMode(SLEEP); ... SwitchMode(POWER_OFF); ...
唯一的不同就是,如果你這樣調用:
- SwitchMode(0x100);
- SwitchMode(FILE_MODE);
SwitchMode(0x100); //這時候無法編譯通過 SwitchMode(FILE_MODE); //這時候無法編譯通過
那么編譯器就會毫不猶豫地發出抱怨:cannot convert parameter 1 from 'int' to 'Mode'。
很好,編譯器已經作為我們的第一道防火墻,將我們所不需要的毫無關聯的數值通通排除在外。難道不是很美好嗎?
當然,如果你想強制讓編譯器通過異樣的數值也不是不可能
- SwitchMode(static_cast<Mode>(0x100));
SwitchMode(static_cast<Mode>(0x100));
雖然0x100不處于Mode的范圍之內,但依然還是通過了編譯器的檢測。對此,我們毫無辦法。只是,像這種極端的異教徒的做法,有多少情況下會碰到呢?
最后的最后,我們略微總結一下:
1.只是聲明單一固定值,盡可能采用const。
2.如果是一組固定值,并且互相有關聯,則采用enum。
3.不涉及條件編譯,只是定義固定值的情形下,盡可能不使用#define。