Warum verwenden die meisten C-Entwickler define statt const? [duplicate]

In vielen Programmen a #define dient dem gleichen Zweck wie eine Konstante. Zum Beispiel.

#define FIELD_WIDTH 10
const int fieldWidth = 10;

Ich sehe häufig, dass die erste Form der anderen vorgezogen wird, wobei ich mich auf den Vorprozessor verlasse, um das zu handhaben, was im Grunde eine Anwendungsentscheidung ist. Gibt es einen Grund für diese Tradition?

Dafür gibt es einen ganz handfesten Grund: const in C bedeutet nicht, dass etwas konstant ist. Es bedeutet nur, dass eine Variable schreibgeschützt ist.

An Stellen, an denen der Compiler eine echte Konstante benötigt (z. B. für Array-Größen für Nicht-VLA-Arrays), verwendet man a const variabel, wie z fieldWidth ist einfach nicht möglich.

Sie sind anders.

const ist nur ein Qualifizierer, der besagt, dass eine Variable zur Laufzeit nicht geändert werden kann. Aber alle anderen Merkmale der Variablen bleiben bestehen: Sie hat Speicher zugewiesen, und dieser Speicher kann adressiert werden. Der Code behandelt es also nicht nur als Literal, sondern verweist auf die Variable, indem er auf den angegebenen Speicherort zugreift (außer wenn dies der Fall ist static const, dann kann es wegoptimiert werden) und seinen Wert zur Laufzeit laden. Und als const Variable Speicherplatz zugewiesen hat, wenn Sie sie zu einem Header hinzufügen und in mehrere C-Quellen einschließen, erhalten Sie einen Verknüpfungsfehler “Mehrere Symboldefinition”, es sei denn, Sie markieren sie als extern. Und in diesem Fall kann der Compiler den Code nicht gegen seinen tatsächlichen Wert optimieren (es sei denn, die globale Optimierung ist aktiviert).

#define ersetzt einfach einen Namen durch seinen Wert. Außerdem ein #define‘d-Konstante kann im Präprozessor verwendet werden: Sie können sie mit verwenden #ifdef um eine bedingte Kompilierung basierend auf seinem Wert durchzuführen, oder verwenden Sie den Stringisierungsoperator # um einen String mit seinem Wert zu erhalten. Und da der Compiler seinen Wert zur Kompilierzeit kennt, kann er den Code basierend auf diesem Wert optimieren.

Zum Beispiel:

#define SCALE 1

...

scaled_x = x * SCALE;

Wann SCALE ist definiert als 1 der Compiler kann die Multiplikation eliminieren, da er das weiß x * 1 == xdoch wenn SCALE ist ein (extern) const, muss Code generiert werden, um den Wert abzurufen und die Multiplikation durchzuführen, da der Wert erst in der Verknüpfungsphase bekannt ist. (extern wird benötigt, um die Konstante aus mehreren Quelldateien zu verwenden.)

Ein näheres Äquivalent zur Verwendung #define verwendet Aufzählungen:

enum dummy_enum {
   constant_value = 10010
};

Dies ist jedoch auf ganzzahlige Werte beschränkt und hat keine Vorteile von #defineist also nicht weit verbreitet.

const ist nützlich, wenn Sie einen konstanten Wert aus einer Bibliothek importieren müssen, in der er kompiliert wurde. Oder wenn er mit Zeigern verwendet wird. Oder wenn es sich um ein Array konstanter Werte handelt, auf die über einen variablen Indexwert zugegriffen wird. Andernfalls, const hat keine Vorteile gegenüber #define.

Der Grund dafür ist, dass Sie meistens eine Konstante wollen, nicht eine const-qualifizierte Variable. Die beiden sind in der C-Sprache nicht im Entferntesten gleich. Beispielsweise sind Variablen nicht als Teil von Initialisierern für gültig static-storage-duration-Objekte als Nicht-VLA-Array-Dimensionen (z. B. die Größe eines Arrays in einer Struktur oder eines beliebigen Arrays vor C99).

Erweitern Sie die Antwort von R ein wenig: fieldWidth ist kein ständiger Ausdruck; es ist ein const-qualifizierte Variable. Es ist Wert wird erst zur Laufzeit erstellt und kann daher nicht verwendet werden, wenn ein konstanter Ausdruck zur Kompilierzeit erforderlich ist (z. B. in einer Array-Deklaration oder einer Case-Bezeichnung in einer switch Erklärung usw.).

Vergleichen Sie mit dem Makro FIELD_WIDTHdie nach der Vorverarbeitung zum konstanten Ausdruck erweitert wird 10; dieser Wert ist zur Kompilierzeit bekannt, sodass es für Array-Dimensionen, Fallbeschriftungen usw. verwendet werden kann.

Um die Antwort von R. und Bart zu ergänzen: Es gibt nur eine Möglichkeit, symbolische Kompilierzeitkonstanten in C zu definieren: Enumerationstypkonstanten. Der Standard schreibt vor, dass diese vom Typ sind int. Ich persönlich würde dein Beispiel so schreiben

enum { fieldWidth = 10 };

Aber ich denke, da gehen die Geschmäcker unter C-Programmierern sehr auseinander.

Obwohl ein const int nicht immer angemessen ist, funktioniert ein enum normalerweise als Ersatz für #define, wenn Sie etwas als ganzzahligen Wert definieren. Das ist eigentlich meine Präferenz in einem solchen Fall.

enum { FIELD_WIDTH = 16384 };
char buf[FIELD_WIDTH];

In C++ ist dies ein großer Vorteil, da Sie Ihre Aufzählung in einer Klasse oder einem Namensraum eingrenzen können, während Sie ein #define nicht eingrenzen können.

In C haben Sie keine Namespaces und können kein Enum innerhalb einer Struktur erfassen, und Sie sind sich nicht einmal sicher, ob Sie die Typsicherheit erhalten, daher kann ich keinen großen Vorteil erkennen, obwohl mich vielleicht ein C-Programmierer darauf hinweisen wird .

Laut K&R (2. Auflage, Seite 211) sind die “const- und volatile-Eigenschaften neu beim ANSI-Standard”. Dies kann bedeuten, dass wirklich alter ANSI-Code diese Schlüsselwörter überhaupt nicht hatte, und es ist wirklich nur eine Frage der Tradition. Darüber hinaus besagt es, dass ein Compiler Versuche erkennen sollte, konstante Variablen zu ändern, aber abgesehen davon, dass er diese Qualifizierer ignorieren kann. Ich denke, es bedeutet, dass einige Compiler Code, der const-Variable enthält, möglicherweise nicht optimieren, um als Zwischenwert im Maschinencode dargestellt zu werden (wie es #define tut), und dies kann zusätzliche Zeit für den Zugriff auf weitem Speicher kosten und die Leistung beeinträchtigen.