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一、为什么不推荐使用#define

• 在程序中你可能会定义下面一个宏，来表示一个数值

#define ASOECT_RATIO 1.653

#define的缺点

• ①宏的名称是不会被编译器看见的，因为在程序的预处理阶段，宏会被替换为其对应的数值/表达式，因此宏对于编译器来说是不存在“名称”这一概念的。
• ②因为宏没有名称这一概念，因此宏的名称是不会进入符号表中（symbol table），宏在符号表中只是其对应的数值/表达式。于是当你调试时（例如使用gdb或其他调试工具），是看不到宏的名称的。例如上面的“ASOECT_RATIO”宏在符号表中只是一个数值1.653。因此当你在调试时如果你这个宏出现了问题，但是很难发现问题，因为其只是一个数字。如果这个“ASOECT_RATIO”宏定义在非你缩写的头文件中，那么就会更难发现问题了

• 关于“程序的预处理”可以参阅：
• 关于符号表与gdb可以参阅：、

二、以const替换宏

• 例如下面定义一个常量来替换上面的宏：

const double AspectRatio = 1.653;

以const替换宏之后的好处

• ①常量肯定是会被编译器看到的，因此也就会进入符号表中
• ②减少了目标码：代码中用到宏“ASOECT_RATIO”的地方，都会被替换为1.653，因此会导致目标码增多。改用常量之后就减少了目标码

三、以const替换宏之后的两种特殊情况

①常量指针、指针常量、常量指针常量

• 如果你是定义常量指针。由于常量定义通常被放在头文件中，因此有必要将指针声明为const
• 例如如果要在头文件内定义一个常量的char*字符串，你必须写两次const：

const char* const authorName = "Scott Meyers";

• 关于“常量指针、指针常量、常量指针常量”可以参阅：
• 关于const的使用，条款3会有完整的讨论
• 当然，C++中的string对象会比char*更加合适，所以上面的authorName最好定义为如下的形式：

const std::string authorName("Scott Meyers");

②定义class的专属常量（类的静态成员）

• 无法利用#define创建一个class专属常量，因为#define是不重视作用域的。一旦宏被定义，它就在其后的编译过程中有效（除非在某处被#undef）。这意味着#defines不仅不能够用来定义class专属常量，也不能提供任何封装性（private、protected、public）
• 下面你需要使用static为类创建一个常量。例如你在一个类中定义一个static成员：

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

• class内部的NumTurns是声明而非定义（重点）。一般C++要求你为任何东西提供一个定义，但是如果其是class的静态成员且为整数类型（int、、char、bool等），则需要特殊处理
• 只要不取它们的地址，你可以声明并使用它们而无须提供定义。但如果你取某个class专属常量的地址，那么你就必须在类外提供一个定义（重点），如下：

/*如果把这个式子放在一个实现文件而非头文件。由于class常量已经在class内部声明了初值（上面为5），因此定义的时候就不用设定初值了*/const int GamePlayer::NumTurns; //NumTurns的定义

四、以enum替换#define

• 在“三”中我们介绍了定义一个类静态成员。但是旧的编译器不支持上面的语法（即：在类内给成员赋初值），因此你需要在类内声明，在类外定义，例如下面的代码是对上面GamePlayer的改进

class GamePlayer{private:    static const int NumTurns; //常量声明式(通常位于头文件内)    int scores[NumTurns];}GamePlayer::NumTurns=1.35;//定义(可以位于头文件/实现文件内)

为什么使用enum？

• 虽然上面我们将NumTurns常量声明在类内，定义在类外。但是如果你的编译器在编译时告知不允许以静态成员NumTurns来初始化scores数组。那么需要使用enum来替换常量成员。例如，下面改写GamePlayer类

class GamePlayer{private:    enum { NumTurns = 5; }; //令NumTurns成为5的一个记号名称    int scores[NumTurns];   //编译通过}

使用enum的两个理由

• ①enum的行为与const相比，其比较接近于#define。例如：
  • 不能取#define宏定义的地址，enum也不能
  • 不能获得一个指针/引用指向于某个整数常量，enum可以实现这个约束（见条款18对于“通过撰码时的决定实施设计上的约束条件”）
  • 有的编译器不会为“整型const对象”设定另外的存储空间（除非你创建一个指针或引用指向该对象），但是有的编译器却可能会。但是enum和#define就不会导致非必要的内存
• ②enum更实用。许多代码用了它。事实上，enum是“模板元编程”的基础技术（见条款48）

五、以“inline函数”替换“#define调用函数”

先来看看一个使用#define调用函数带来的错误

• 下面的宏调用了一个函数f

#define CALL_WITH_MAX(a,b) f((a)>(b)?(a):(b))

• 但是我们以下面两种方式调用了宏，明显看到了错误之处

int a=5,b=0;CALL_WITH_MAX(++a,b);   //a被累加2次CALL_WITH_MAX(++a,b+10);//a被累加1次

以inline函数来替换上面的#define

• 下面使用一个内联函数模板(见条款30)来替换上面的宏

template
    
     inline void callWithMax(const T& a,const T& b){    f(a>b?a:b);//调用函数f}
    

上面使用inline比#define的好处

• ①使用#define时需要强烈注意"()"的使用，因此一不小心就会产生意想不到的结果，而inline函数就不需要
• ②函数遵守作用域和访问规则，而#define没有。因此你也可以书写一个属于class的内联函数，而宏不可以

六、总结

• 预处理器（特别是#define）并不是无用的。因为在很多地方还需要用到它们（例如#include包含头文件、#ifdef/#ifndef扮演者控制编译的角色等）
• 请记住：
  • ①对于单纯常量，最好以const对象或enum替换#define
  • ②对于形似函数的宏，最好改用inline函数替换之

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