在C++中，为了避免魔法数，使用#define还是const更好？

Question

使用 #define 和 const 有哪些优缺点？（反之亦然）当我阅读关于编程中的坏习惯，特别是魔法数字时，我发现自己更频繁地使用 #define。一些问题浮现在我的脑海中，比如：经常使用 #define 是否不好？它会占用内存空间吗？使用 const 会更快吗？

我已经阅读了一些关于这个问题的资料，但还不确定。据我所了解： #define 定义了一个宏（不确定宏的含义），与预处理相关。在代码被处理之前，它将定义关键字的所有实例替换为其他内容。而 const 则是一个变量，其值在运行时期间无法更改。

我能想到使用 const 的唯一原因是如果该值依赖于其他变量。例如：

#define PI 3.14159f
#define RADIUS 3.0f
#define AREAOFCIRCLE PI*RADIUS*RADIUS

如果每次使用AREAOFCIRCLE时，程序都要计算PI*RADIUS*RADIUS，那么效率会很低。相反：

const float areaofcircle = PI*RADIUS*RADIUS;

如果程序只计算一次，那么使用#define可能更有效率。

回到最初的问题，#define和const有什么区别？

- DarkPotatoKing

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可能重复：https://dev59.com/Km015IYBdhLWcg3w_Q4_?rq=1 - lolando

我已经阅读了那个内容，但我对所有答案都不满意。 - DarkPotatoKing

频繁使用 #define 是不好的吗？尽量不要使用它！ - David Heffernan

constexpr怎么样？ - Michael Gazonda

这个回答解决了你的问题吗？#define为什么不好，有什么适当的替代方案？ - Thomas Weller

Answer 1

不用担心效率问题，因为所有这些内容都将在编译时计算。

只要可能，您应该停止使用宏（至少停止用于定义常量）。宏与命名空间和作用域相冲突。另一方面，const对象具有类型，这可以减少意外错误。

阅读Stroustrup的建议总是很有用的：“那么，使用宏有什么问题？”

- masoud

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“all of them computes in compile-time.” 的意思是什么？ - DarkPotatoKing

无论您使用宏还是const，PI*RADIUS*RADIUS的结果都将在编译时计算，并且最终值将被替换以进行赋值。 - masoud

那是否意味着 #define AREAOFCIRCLE PIRADIUSRADIUS 只会在程序中计算一次，而不是每次调用 AREAOFCIRCLE 都要重新计算？ - DarkPotatoKing

是的，在运行时，您可以在使用“AREAOFCIRCLE”的任何地方获得计算出的值。 - masoud

用于定义清单常量的宏具有类型。 使用#define SIZE 1，SIZE的类型为int。 - Pete Becker

@PeteBecker：是的，它们有默认类型，编译器选择它们而不是程序员想要的类型。然而，程序员可以通过 #define SIZE ((size_t)1) 插入实际类型，但这很丑陋！ - masoud

Answer 2

"const"在C++中非常宝贵。常量可以强制执行表达式的类型检查，而“#define”定义的常量只是被扩展。

此外，由于常量是有类型的，编译器可以更好地推断优化，而使用#define时必须猜测（1.0是float还是double？使用后缀如1.0d或1.0f可能会有所帮助，但我很少看到实数被这样有意识地书写...）。

因此，请使用常量来定义常量。

const float PI = 3.14159f;
const float RADIUS = 3.0f;
const float AREAOFCIRCLE = PI*RADIUS*RADIUS;

您将至少获得相同的编译时优化+一些额外的类型检查。

- Kapitän Offensichtlich

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"1.0" 表示双精度浮点数。没有什么需要猜测的。 - juanchopanza

Answer 3

"

const

（常量）更加高效，因为它只占用一次内存并且可以在任何地方引用。相比之下，#define会占用空间，并且在使用时需要进行额外的操作。"

- Alan Yang

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为什么 #define 会占用空间？我以为它只是进行文字替换而已？ - DarkPotatoKing

当使用 #define 时，它可能会根据编译器产生附加操作。 - Alan Yang

我的意思是，当替换被使用时，它会占用内存。 - Alan Yang