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

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

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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

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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 hack int 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 hacktemplate<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

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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

编程启示：

1. 宏在预处理阶段被替换，编译器看不到宏符号，增加调试难度
2. 优先使用编译器可见实体（const, enum, inline）
3. enum hack 在模板元编程和资源受限环境中仍有价值
4. 现代 C++ 中 constexpr 可进一步替代部分场景（C++11 起）