C++ 中魔法字的定义 constexpr & define

背景

---

在一个C++项目中对魔法字进行优化时，发现好像可以使用#define, constexpr两种方式对魔法字进行定义。

ImPlot::SetupAxesLimits(0, agp_extension.empty() ? 30 : agp_extension[0].size()-1, -20, 100);

1. #define AGP_PLOT_X_MAX 30;
2. constexpr int kAGPPlotXMax = 30;

结论

---

建议使用constexpr方法。（kAGPPlotXMax 前面的 k 代表"constant"常量）

分析

---

constexpr

优点：

1. 类型安全：constexpr 是类型安全的，可以用于任何类型的常量，编译器能够进行类型检查。
2. 作用域：constexpr 有作用域，与变量或函数相同，能减少命名冲突的风险。
3. 调试友好：在调试时，constexpr 常量能显示其类型和内容，方便调试。
4. 与模板兼容：constexpr 可以用于模板参数。

缺点：

1. 编译时限制：只能用于在编译时已知的值，不能用于运行时计算的常量。
2. C++11 及以上：constexpr 是 C++11 引入的，因此在旧版本的 C++ 中不可用。

#define

优点：

1. 简单易用：#define 可以快速定义常量和宏，无需考虑类型。
2. 适用范围广：可以在 C 和 C++ 中使用，适用于任何版本的 C++。
3. 可以定义宏：除了常量外，还可以定义代码片段或宏，灵活性高。

缺点：

1. 没有类型检查：#define 不具有类型，因此可能导致类型不匹配或难以调试的问题。
2. 全局作用域：#define 在整个文件中有效，可能导致命名冲突，影响代码的可读性和可维护性。
3. 调试困难：在调试时，宏替换的值不易查看，可能导致调试过程中的困惑。

总结

---

一般情况下，建议使用 constexpr 来定义常量，因为它提供了类型安全和更好的代码组织性。而 #define 在需要定义宏或者在非常简单的场合下依然有其使用价值，但应谨慎使用以避免潜在问题。

constexpr 是 C++11 引入的一种关键字，用于定义常量表达式。这些表达式在编译时求值，使得程序在运行时可以更高效。下面是一些关于 constexpr 的重要特性和用法：

主要特性

1. 编译时计算：constexpr 函数和变量的值在编译时就能确定，这样可以减少运行时的计算负担。
2. 类型安全：constexpr 是类型安全的，可以用于任何数据类型，允许编译器进行类型检查。
3. 支持复合类型：可以定义为复杂类型（如结构体、类等），而不仅仅是基本数据类型。
4. 用于模板参数：constexpr 常量可以用作模板参数，增加了灵活性和可重用性。
5. 可用于函数：constexpr 函数可以在编译时求值，也可以在运行时调用，具有更多的灵活性。

示例

constexpr int square(int x) {
    return x * x;
}

constexpr int value = square(5); // 编译时计算为 25

int main() {
    int arr[square(3)]; // 可以用作数组大小
}

注意事项

• constexpr 函数中的所有参数必须是常量表达式。
• C++14 进一步增强了 constexpr 的功能，允许在 constexpr 函数中使用更多的语句，如条件语句和循环。
• 从 C++17 开始，constexpr 甚至可以用于定义动态内存分配。

总结

constexpr 使得 C++ 编程更加高效和安全，鼓励在编译时进行更多的计算，从而提高程序的运行性能。使用 constexpr 可以使代码更简洁，并减少错误的发生。