重读经典-《Effective C++》Item2:尽量以const,enum,inline替换#define

晨曦之光 发布于 2012/03/09 14:13
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本博客(http://blog.csdn.net/livelylittlefish )贴出作者(三二一@小鱼)相关研究、学习内容所做的笔记,欢迎广大朋友指正!

 

1. 宏定义

 

#define ASPECT_RATIO 1.653

该宏定义ASPECT_RATIO也许从未被编译器看见,也许在编译器开始处理源代码之前就被预处理器替换了。我们知道,宏定义在预处理阶段会进行简单地字符串替换,凡是遇到ASPECT_RATIO的地方都被替换为1.653。因此,ASPECT_RATIO是不会进入符号表(symbol table)的。

 

符号表复习

 

(1) 什么是符号表?符号表有哪些重要作用?

符号表是用来记录编译过程中的各种信息的表格。

符号表的作用:

  • 登记编译过程输入和输出信息
  • 在语义分析过程中用于语义检查和中间代码生成
  • 作为目标代码生成阶段地址分配的依据

 

(2) 符号表的表项常包括哪些部分?各描述什么?

符号表的表项包含两大栏,即名字栏和信息栏;

名字栏也叫主栏,存放名字的标示符,称为关键字;

信息栏包含许多子栏和标志位,用来记录相应名字的各种不同属性。

 

(3) 符号表的组织方式有哪些?它的组织取决于哪些因素?

符号表的组织形式分为直接组织方式和间接组织方式两大类。

直接组织方式中各项按固定长度顺序存放;

间接组织方式中,符号表的主栏存放标识符的一个指示器和一个整数(标识符的起始位置和长度),而标识符的字符串则存放在一个字符串数组中。

 

符号表的组织主要取决于以下几个因素:

  • 表项中的各栏所占的存储单元和长度是否固定
  • 语言中标识符的长度限制
  • 哪些项有哪些共同值
  • 对符号表操作和使用方式

 

(4) Win32平台和Linux平台上怎样查看可执行程序的符号表?

  • win32平台

dumpbin命令

>dumpbin /SYMBOLS filename (其中>为命令行提示符)

  • Linux平台

objdump命令

# objdump -s filename (其中#为命令行提示符)

 

因此,当1.653出现编译错误的时候,我们很难搞清楚到底是哪里的问题;另外,在调试阶段,也很难定位(我们通过visual Stiduo或者Linux平台上的gdb在调试的过程中无法查知定义的宏的值,因为符号表中没有该符号),因此不能够所见即所得,还要通过查阅代码才能知道该宏定义。

 

那么,如何解决呢?如下。

 

2. 使用const定义常量

 

例如,以上define定义的宏可以改为:

const double AspectRatio = 1.653;  //大写名称通常用于宏,因此这里改变写法

 

从以上的那个以可以看出,该常量有类型,为double,它作为一个语言常量,肯定会被编译器看到,当然就会进入符号表。在调试的过程中,也可以查知该常量的值。

 

3. class专属常量

 

如果将常量的作用域(scope)限制于class内,必须让它成为class的一个成员(member)。如果要确保此常量至多有一份实体,必须让它成为static成员。

 

例如,以下程序可以很好的说明class专属常量的定义方法。

/**
* <Effective C++>, page 14
* const data of class
* platform: visual studio 2005, win32
* filename: item2.1.cpp
*/
#include <iostream>
using namespace std;
 
class MyTest
{
    //(1) error C2864: 'MyTest::MaxNumber1' : only static const integral data members can be initialized within a class
    //int MaxNumber1 = 5;
 
    //(2) error C2864: 'MyTest::MaxNumber2' : only static const integral data members can be initialized within a class
	//const int MaxNumber2 = 5;
 
    //(3) error C2864: 'MyTest::MaxNumber3' : only static const integral data members can be initialized within a class
	//static int MaxNumber3 = 5;
 
	//(4) ok
	static const int MaxNumber4 = 5;
	static const char cconst4 = 'B';
 
	//(5) error C2864: 'MyTest::dconst4' : only static const integral data members can be initialized within a class
	//static const double dconst4 = 200.00;
 
public:
	//(6) error C2758: 'MyTest::MaxNumber2' : must be initialized in constructor base/member initializer list
    MyTest()
    {
        cout<<"MyTest constructor! "<<endl;
        cout<<"MaxNumber4 = "<<MaxNumber4<<endl;
        cout<<"cconst4 = "<<cconst4<<endl;
    }
};
 
int main()
{
    MyTest obj;

    return 0;
}

 

 

代码注释中的(1),(2),(3)表示step编号。

(1),(2),(3)中,我们可以看出,只有static const integral data member(静态整型常量数据成员)才能在类内初始化。从(4),(5)中也可以得到证明。其中,char型相当于整型。

 

运行结果如下。

MyTest constructor!

MaxNumber = 5

cconst1 = A

cconst2 = B

dconst1 = 100

 

再如。

/**
* <Effective C++>, page 14
* const data of class
* platform: visual studio 2005, win32
* filename: item2.2.cpp
*/
#include <iostream>
using namespace std;
 
class MyTest
{
    int MaxNumber1;
    const int MaxNumber2;
    static int MaxNumber3;
 
    static const int MaxNumber4 = 5;
    static const char cconst4 = 'B';
 
    static const int MaxNumber5;
 
public:
    //(1) error C2758: 'MyTest::MaxNumber2' : must be initialized in constructor base/member initializer list
    //(4) error C2438: 'MaxNumber3' : cannot initialize static class data via constructor
    //(7) error C2438: 'MaxNumber5' : cannot initialize static class data via constructor
    MyTest():MaxNumber1(5), MaxNumber2(5)//, MaxNumber5(5)//, MaxNumber3(5)
    {
        //(2) error C2166: l-value specifies const object
        //MaxNumber2 = 5;
 
        //(3) error LNK2001: unresolved external symbol "private: static int MyTest::MaxNumber3" (?MaxNumber3@MyTest@@0HA)
        //MaxNumber3 = 5;
 
        //(6) error C3892: 'MaxNumber5' : you cannot assign to a variable that is const
        //MaxNumber5 = 5;
 
        cout<<"MyTest constructor! "<<endl;
        cout<<"MaxNumber1 = "<<MaxNumber1<<endl;
        cout<<"MaxNumber2 = "<<MaxNumber2<<endl;
        cout<<"MaxNumber3 = "<<MaxNumber3<<endl;
        cout<<"MaxNumber4 = "<<MaxNumber4<<endl;
        cout<<"MaxNumber5 = "<<MaxNumber5<<endl;
        cout<<"cconst4 = "<<cconst4<<endl;
    }
};
 
//(5) ok
int MyTest::MaxNumber3 = 5;
 
//(8) ok
const int MyTest::MaxNumber5 = 5;
 
//(9) error C2761: 'int MyTest::MaxNumber1' : member function redeclaration not allowed
//int MyTest::MaxNumber1 = 5;
 
int main()
{
    MyTest obj;
 
    return 0;
}

 

 

运行结果如下。

MyTest constructor!

MaxNumber1 = 5

MaxNumber2 = 5

MaxNumber3 = 5

MaxNumber4 = 5

MaxNumber5 = 5

cconst4 = B

 

代码注释中的(1),(2),(3)表示step编号。

(1),(2)可以看出,非静态的常量数据成员必须在构造函数的初始化列表中初始化;如果在构造函数中初始化,会出现error c2166的错误,即常量对象是只读(read only)的,不能对其赋值。

 

(3),(4),(5)可知,静态非常量数据成员只能在类外(类的实现文件)初始化。

(6),(7),(8)可知,静态常量数据成员也可以在类外(类的实现文件)初始化。

结论:

  • 静态常量数据成员可以在类内初始化(即类内声明的同时初始化),也可以在类外,即类的实现文件中初始化,不能在构造函数中初始化,也不能在构造函数的初始化列表中初始化;
  • 静态非常量数据成员只能在类外,即类的实现文件中初始化,也不能在构造函数中初始化,不能在构造函数的初始化列表中初始化;
  • 非静态的常量数据成员不能在类内初始化,也不能在构造函数中初始化,而只能且必须在构造函数的初始化列表中初始化;
  • 非静态的非常量数据成员不能在类内初始化,可以在构造函数中初始化,也可以在构造函数的初始化列表中初始化;

 

总结如下表:

类型 初始化方式

类内(声明)

类外(类实现文件)

构造函数中

构造函数的初始化列表

非静态非常量数据成员

N

N

Y

Y

非静态常量数据成员

N

N

N

Y (must)

静态非常量数据成员

N

Y (must)

N

N

静态常量数据成员

Y

Y

N

N

 

4. enum类型的class专属常量

 

上述4中类型的数据成员,都有各自的初始化方法,唯一列外就是在class编译期间要一个class常量,除了采用静态常量数据成员外,还可以使用enum类型的数据,即改用所谓的"the enum hack"补偿做法,其理论基础是“一个属于枚举类型(enumerated type)的数值可权充int被使用”。例如,

 

class MyTest

{

private:

    enum {MaxNumber = 5}; //"the enum hack"使MaxNumber成为5的一个记号名称

    int score[MaxNumber];

 

};

 

enum hack的行为某方面较像#define而不像const,如可以取一个const的地址,而不能取一个enum的地址,也不能取一个#define的地址;

 

5. 使用inline函数代替宏函数

 

(template) inline函数的好处:

  • 获得宏带来的效率(宏没有函数调用带来的额外开销)
  • 一般函数的所有可预料行为和类型安全性(type safety)

 

 

remember

对于单纯常量,最好以const对象或enum替换#defines

对于形似函数的宏(macros),最好改用inline函数替换#defines

 

注:该文程序亦可在Linux平台上运行。


原文链接:http://blog.csdn.net/livelylittlefish/article/details/5729894
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