#define,const,enum:這三者有何關(guān)聯(lián)?一個是宏定義,一個是靜態(tài)修飾符,最后一個還是枚舉類型。是不是有點(diǎn)像養(yǎng)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(guān)系就了然于紙上——至少,有共同點(diǎn)了。
在解釋什么是“固定值”之前,我們先來了解何為“奇數(shù)”。太多的原則都有告誡,少用“奇數(shù)”,因為這將導(dǎo)致代碼不可維護(hù)。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(shù)”之糟糕:
- 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(shù),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(yīng)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;
- //#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(zhì)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(dāng)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(shù)值。
我們經(jīng)常會寫這么一個函數(shù),用以獲取某個設(shè)備的DWORD值。但這個函數(shù)不是返回BOOL類型來表示成敗,而是采用另外一種方式:當(dāng)讀取成功時,返回的是 具體和設(shè)備有關(guān)的數(shù)值;當(dāng)失敗時,返回的是默認(rèn)數(shù)值。聽起來這函數(shù)功能有點(diǎn)奇怪,也懷疑在什么情況下才會采用如此設(shè)計,但可惜本文主題不是討論該函數(shù)能干 什么,或應(yīng)該出現(xiàn)于什么地點(diǎn),我們只要知道有這么一種函數(shù)即可。
我們姑且假設(shè)這函數(shù)原型如下:
- DWORD GetDevDW(HANDLE hDev,DWORD dwError);
調(diào)用也很簡單:
- DWORD dwVal = GetDevDW(hDev,ERROR_VALUE);
在這個例子中,如果dwVal的數(shù)值等于ERROR_VALUE,那么意味著調(diào)用GetDevDW失敗;不等于ERROR_VALUE才意味著調(diào)用成功。
現(xiàn)在我們有兩個函數(shù),分別用來獲取兩個設(shè)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);
- ...
- }
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(xiàn):'ERROR_VALUE' : macro redefinition。
問題的根源只在于#define的數(shù)值沒有作用域的概念。更為糟糕的是,在GetDev2Info函數(shù)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(shù)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);
- ...
- }
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);
- ...
- }
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(shù)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);
- ...
- }
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(yīng)該會扭轉(zhuǎn)這一觀念——或許這例子你已經(jīng)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(diào)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(dāng)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(diào)用大家應(yīng)該不陌生吧:
- #include "Bass.h"
- #include "Amplifier.h"
那么問題就很顯然:嚴(yán)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:
- ///////////////////////////////////
- //Bass.h
- const DWORD MAX_VOLUME = 15;
- ///////////////////////////////////
- //Amplifier.h
- const DWORD MAX_VOLUME = 30;
那么該出現(xiàn)的問題還是和用#define一樣,沒有任何本質(zhì)上的改變。這時候,我們只能請出namespace了。
- ///////////////////////////////////
- //Bass.h
- namespace Bass
- {
- const DWORD MAX_VOLUME = 15;
- };
- ///////////////////////////////////
- //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;
在這個例子中,命名空間起到標(biāo)志作用,標(biāo)明當(dāng)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(yīng)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(shù)
- 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;
調(diào)用的時候:
- 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(diào)用代碼:
- SwitchMode(0x100);
0x100不是我們想要的數(shù)值,在SwitchMode函數(shù)也不會對該數(shù)值有相應(yīng)的處理,但偏偏這符合編譯器的規(guī)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(rèn),會有這么一種可能:有另外一個函數(shù),其中一個固定值為如下定義:
- 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(shù)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(tài)代碼很容易通過編譯器檢測;而對于人而言,因為已經(jīng)使用了固定值,也下意識以為這參數(shù)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(shù)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,
- };
函數(shù)的聲明如此更換:
- BOOL SwitchMode(Mode mode)
調(diào)用也是和之前無異:
- SwitchMode(SLEEP);
- ...
- SwitchMode(POWER_OFF);
- ...
唯一的不同就是,如果你這樣調(diào)用:
- 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(fā)出抱怨:cannot convert parameter 1 from 'int' to 'Mode'。
很好,編譯器已經(jīng)作為我們的第一道防火墻,將我們所不需要的毫無關(guān)聯(lián)的數(shù)值通通排除在外。難道不是很美好嗎?
當(dāng)然,如果你想強(qiáng)制讓編譯器通過異樣的數(shù)值也不是不可能
- SwitchMode(static_cast<Mode>(0x100));
雖然0x100不處于Mode的范圍之內(nèi),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(jié)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(guān)聯(lián),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。