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Effective C++ 条款02：尽量以 const, enum, inline 替换 #define

ops 2025/7/26 21:21:22

Effective C++ 条款02：尽量以 `const`, `enum`, `inline` 替换 `#define`

核心思想：使用编译器可处理的实体代替预处理器宏，避免宏的副作用，增强类型安全性和调试能力。

主要问题及解决方案：

问题类型	`#define` 的缺陷	替代方案	优势
常量定义	无类型检查、不进入符号表、作用域不受控	`const` 常量	类型安全、可调试、作用域控制
类内常量	无法在类内初始化静态整型常量	`enum` 枚举常量	不占用内存、编译器可见、类作用域
函数宏	易引发多次求值、参数副作用、无类型检查	`inline` 函数	类型安全、避免多次求值、可调试

代码示例

1. 用 `const` 替换常量宏

// 不良实践：宏常量
#define PI 3.14159
#define MAX_BUFFER 1024// 改进方案：const常量
const double kPi = 3.14159;        // 类型明确
const int kMaxBuffer = 1024;        // 进入符号表
const char* const kAuthor = "Scott Meyers";  // 常量指针// 类作用域常量
class Circle {
private:static const int kDefaultRadius = 10;  // 类内初始化（整型）const double kScaleFactor;             // 成员常量
public:Circle() : kScaleFactor(1.5) {}       // 初始化列表初始化
};

2. 用 `enum` 实现类内常量

class GamePlayer {
private:// 当编译器不允许静态整型常量类内初始化时enum { kMaxPlayers = 6 };  // enum hackint scores[kMaxPlayers];   // 编译期确定数组大小public:void printMax() {// kMaxPlayers 不会分配内存，无法取地址std::cout << "Max players: " << kMaxPlayers; }
};// 模板元编程中的enum hack
template<int N>
struct Factorial {enum { value = N * Factorial<N-1>::value };
};
template<>
struct Factorial<0> {enum { value = 1 };
};

3. 用 `inline` 替换函数宏

// 危险宏：参数可能被多次求值
#define SQUARE(x) ((x) * (x)) // 改进方案1：模板内联函数
template<typename T>
inline T square(const T& x) { return x * x; 
}// 改进方案2：带作用域的宏替代
inline int safeSquare(int x) { return x * x; 
}// 测试案例
int main() {int a = 5;// 宏的陷阱：SQUARE(++a) -> ((++a)*(++a)) = 7*7=49 (a=7)std::cout << "Macro: " << SQUARE(++a) << ", a=" << a << "\n"; a = 5;// 安全调用：square(++a) -> 6*6=36 (a=6)std::cout << "Inline: " << square(++a) << ", a=" << a; return 0;
}

输出：

Macro: 49, a=7   // 不符合预期的结果
Inline: 36, a=6  // 符合预期

关键总结

场景	替代方案	核心优势
全局/命名空间常量	`const` 常量	类型安全、调试可见、作用域控制
类内整型常量	`enum` 枚举常量	不分配内存、避免静态初始化顺序问题
类内非整型常量	`static const` + 类外定义	类型安全、符合标准
函数式宏	`inline` 函数（或模板函数）	避免多次求值、类型检查、支持作用域规则