作者：三月
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日期：2001-7-20 12:35:41
C++辨析系列談(一)
3/6/2001 9:58:23· 鄭力群·yesky

　　static 是C++中很常用的修飾符，它被用來(lái)控制變量的存儲(chǔ)方式和可見(jiàn)性，下面我將從 static 修飾符的產(chǎn)生原因、作用談起，全面分析static 修飾符的實(shí)質(zhì)。

static 的兩大作用:

一、控制存儲(chǔ)方式：

　　static被引入以告知編譯器，將變量存儲(chǔ)在程序的靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)而非棧上空間。

　　1、引出原因：函數(shù)內(nèi)部定義的變量，在程序執(zhí)行到它的定義處時(shí)，編譯器為它在棧上分配空間，大家知道，函數(shù)在棧上分配的空間在此函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)會(huì)釋放掉，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題: 如果想將函數(shù)中此變量的值保存至下一次調(diào)用時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)？ 
最容易想到的方法是定義一個(gè)全局的變量，但定義為一個(gè)全局變量有許多缺點(diǎn)，最明顯的缺點(diǎn)是破壞了此變量的訪(fǎng)問(wèn)范圍（使得在此函數(shù)中定義的變量，不僅僅受此函數(shù)控制）。

　　2、 解決方案：因此C++ 中引入了static，用它來(lái)修飾變量，它能夠指示編譯器將此變量在程序的靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)分配空間保存，這樣即實(shí)現(xiàn)了目的，又使得此變量的存取范圍不變。

二、控制可見(jiàn)性與連接類(lèi)型 :

　　static還有一個(gè)作用，它會(huì)把變量的可見(jiàn)范圍限制在編譯單元中，使它成為一個(gè)內(nèi)部連接，這時(shí)，它的反義詞為”extern”.

　　Static作用分析總結(jié)：static總是使得變量或?qū)ο蟮拇鎯?chǔ)形式變成靜態(tài)存儲(chǔ)，連接方式變成內(nèi)部連接，對(duì)于局部變量（已經(jīng)是內(nèi)部連接了），它僅改變其存儲(chǔ)方式；對(duì)于全局變量（已經(jīng)是靜態(tài)存儲(chǔ)了），它僅改變其連接類(lèi)型。

類(lèi)中的static成員：

一、出現(xiàn)原因及作用：

　　1、需要在一個(gè)類(lèi)的各個(gè)對(duì)象間交互，即需要一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象為整個(gè)類(lèi)而非某個(gè)對(duì)象服務(wù)。

　　2、同時(shí)又力求不破壞類(lèi)的封裝性,即要求此成員隱藏在類(lèi)的內(nèi)部，對(duì)外不可見(jiàn)。

　　類(lèi)的static成員滿(mǎn)足了上述的要求，因?yàn)樗哂腥缦绿卣鳎河歇?dú)立的存儲(chǔ)區(qū)，屬于整個(gè)類(lèi)。

二、注意：

　　1、對(duì)于靜態(tài)的數(shù)據(jù)成員，連接器會(huì)保證它擁有一個(gè)單一的外部定義。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員按定義出現(xiàn)的先后順序依次初始化，注意靜態(tài)成員嵌套時(shí)，要保證所嵌套的成員已經(jīng)初始化了。消除時(shí)的順序是初始化的反順序。

　　2、類(lèi)的靜態(tài)成員函數(shù)是屬于整個(gè)類(lèi)而非類(lèi)的對(duì)象，所以它沒(méi)有this指針，這就導(dǎo)致了它僅能訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)的靜態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)成員函數(shù)。 


C++辨析系列談(二)
3/14/2001 10:1:23· 鄭力群·yesky


　　const 是C++中常用的類(lèi)型修飾符，但我在工作中發(fā)現(xiàn)，許多人使用它僅僅是想當(dāng)然爾，這樣,有時(shí)也會(huì)用對(duì)，但在某些微妙的場(chǎng)合，可就沒(méi)那么幸運(yùn)了，究其實(shí)質(zhì)原由，大多因?yàn)闆](méi)有搞清本源。故在本篇中我將對(duì)const進(jìn)行辨析。溯其本源，究其實(shí)質(zhì)，希望能對(duì)大家理解const有所幫助，根據(jù)思維的承接關(guān)系，分為如下幾個(gè)部分進(jìn)行闡述。

C++中為什么會(huì)引入const

　　C++的提出者當(dāng)初是基于什么樣的目的引入（或者說(shuō)保留）const關(guān)鍵字呢？，這是一個(gè)有趣又有益的話(huà)題，對(duì)理解const很有幫助。

1． 大家知道，C++有一個(gè)類(lèi)型嚴(yán)格的編譯系統(tǒng)，這使得C++程序的錯(cuò)誤在編譯階段即可發(fā)現(xiàn)許多，從而使得出錯(cuò)率大為減少，因此，也成為了C++與C相比，有著突出優(yōu)點(diǎn)的一個(gè)方面。

2． C中很常見(jiàn)的預(yù)處理指令 #define VariableName VariableValue 可以很方便地進(jìn)行值替代，這種值替代至少在三個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)突出：

　　一是避免了意義模糊的數(shù)字出現(xiàn)，使得程序語(yǔ)義流暢清晰，如下例：
　　#define USER_NUM_MAX 107 這樣就避免了直接使用107帶來(lái)的困惑。

　　二是可以很方便地進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整與修改，如上例，當(dāng)人數(shù)由107變?yōu)?01時(shí)，進(jìn)改動(dòng)此處即可， 

　　三是提高了程序的執(zhí)行效率，由于使用了預(yù)編譯器進(jìn)行值替代，并不需要為這些常量分配存儲(chǔ)空間，所以執(zhí)行的效率較高。

　　鑒于以上的優(yōu)點(diǎn)，這種預(yù)定義指令的使用在程序中隨處可見(jiàn)。

3． 說(shuō)到這里，大家可能會(huì)迷惑上述的1點(diǎn)、2點(diǎn)與const有什么關(guān)系呢?,好，請(qǐng)接著向下看來(lái)：

　　預(yù)處理語(yǔ)句雖然有以上的許多優(yōu)點(diǎn)，但它有個(gè)比較致命的缺點(diǎn)，即，預(yù)處理語(yǔ)句僅僅只是簡(jiǎn)單值替代，缺乏類(lèi)型的檢測(cè)機(jī)制。這樣預(yù)處理語(yǔ)句就不能享受C++嚴(yán)格類(lèi)型檢查的好處，從而可能成為引發(fā)一系列錯(cuò)誤的隱患。

4．好了，第一階段結(jié)論出來(lái)了：
結(jié)論： Const 推出的初始目的，正是為了取代預(yù)編譯指令，消除它的缺點(diǎn)，同時(shí)繼承它的優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)在它的形式變成了：

Const DataType VariableName = VariableValue ;


為什么const能很好地取代預(yù)定義語(yǔ)句？ 
const 到底有什么大神通，使它可以振臂一揮取代預(yù)定義語(yǔ)句呢？

1． 首先，以const 修飾的常量值，具有不可變性，這是它能取代預(yù)定義語(yǔ)句的基礎(chǔ)。

2． 第二，很明顯，它也同樣可以避免意義模糊的數(shù)字出現(xiàn)，同樣可以很方便地進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整和修改。

3． 第三，C++的編譯器通常不為普通const常量分配存儲(chǔ)空間，而是將它們保存在符號(hào)表中，這使得它成為一個(gè)編譯期間的常量，沒(méi)有了存儲(chǔ)與讀內(nèi)存的操作，使得它的效率也很高，同時(shí)，這也是它取代預(yù)定義語(yǔ)句的重要基礎(chǔ)。

這里，我要提一下，為什么說(shuō)這一點(diǎn)是也是它能取代預(yù)定義語(yǔ)句的基礎(chǔ)，這是因?yàn)椋幾g器不會(huì)去讀存儲(chǔ)的內(nèi)容，如果編譯器為const分配了存儲(chǔ)空間，它就不能夠成為一個(gè)編譯期間的常量了。

4． 最后，const定義也像一個(gè)普通的變量定義一樣，它會(huì)由編譯器對(duì)它進(jìn)行類(lèi)型的檢測(cè)，消除了預(yù)定義語(yǔ)句的隱患。

const 使用情況分類(lèi)詳析

1.const 用于指針的兩種情況分析：
　int const *A; 　//A可變，*A不可變
　int *const A; 　//A不可變，*A可變 

　　分析：const 是一個(gè)左結(jié)合的類(lèi)型修飾符，它與其左側(cè)的類(lèi)型修飾符和為一個(gè)類(lèi)型修飾符，所以，int const 限定 *A,不限定A。int *const 限定A,不限定*A。

2.const 限定函數(shù)的傳遞值參數(shù)：

　void Fun(const int Var);

　　分析：上述寫(xiě)法限定參數(shù)在函數(shù)體中不可被改變。由值傳遞的特點(diǎn)可知，Var在函數(shù)體中的改變不會(huì)影響到函數(shù)外部。所以，此限定與函數(shù)的使用者無(wú)關(guān)，僅與函數(shù)的編寫(xiě)者有關(guān)。

結(jié)論：最好在函數(shù)的內(nèi)部進(jìn)行限定，對(duì)外部調(diào)用者屏蔽，以免引起困惑。如可改寫(xiě)如下：

void Fun(int Var){
const int & VarAlias = Var;

VarAlias ....

.....

} 

3.const 限定函數(shù)的值型返回值：

const int Fun1(); 

const MyClass Fun2();

　分析:上述寫(xiě)法限定函數(shù)的返回值不可被更新，當(dāng)函數(shù)返回內(nèi)部的類(lèi)型時(shí)（如Fun1），已經(jīng)是一個(gè)數(shù)值，當(dāng)然不可被賦值更新，所以，此時(shí)const無(wú)意義，最好去掉，以免困惑。當(dāng)函數(shù)返回自定義的類(lèi)型時(shí)（如Fun2），這個(gè)類(lèi)型仍然包含可以被賦值的變量成員，所以，此時(shí)有意義。

4. 傳遞與返回地址： 此種情況最為常見(jiàn)，由地址變量的特點(diǎn)可知，適當(dāng)使用const，意義昭然。

5.　const 限定類(lèi)的成員函數(shù)：

class ClassName {

　public:

　　int Fun() const;

　.....

}

　　注意：采用此種const 后置的形式是一種規(guī)定，亦為了不引起混淆。在此函數(shù)的聲明中和定義中均要使用const,因?yàn)閏onst已經(jīng)成為類(lèi)型信息的一部分。

獲得能力：可以操作常量對(duì)象。

失去能力：不能修改類(lèi)的數(shù)據(jù)成員，不能在函數(shù)中調(diào)用其他不是const的函數(shù)。

　　在本篇中，const方面的知識(shí)我講的不多，因?yàn)槲也幌氚阉兂梢槐綜++的教科書(shū)。我只是想詳細(xì)地闡述它的實(shí)質(zhì)和用處. 我會(huì)盡量說(shuō)的很詳細(xì)，因?yàn)槲蚁Ｍ谝环N很輕松隨意的氣氛中說(shuō)出自己的某些想法，畢竟，編程也是輕松，快樂(lè)人生的一部分。有時(shí)候，你會(huì)驚嘆這其中的世界原來(lái)是如此的精美。


C++辨析系列談(三)
3/6/2001 10:3:34· 鄭力群·yesky

　　在上篇談了const后，本篇再來(lái)談一下inline這個(gè)關(guān)鍵字，之所以把這篇文章放在這個(gè)位置,是因?yàn)閕nline這個(gè)關(guān)鍵字的引入原因和const十分相似，下面分為如下幾個(gè)部分進(jìn)行闡述。

C++中引入inline關(guān)鍵字的原因:

　　inline 關(guān)鍵字用來(lái)定義一個(gè)類(lèi)的內(nèi)聯(lián)函數(shù)，引入它的主要原因是用它替代C中表達(dá)式形式的宏定義。

表達(dá)式形式的宏定義一例：

　　　#define ExpressionName(Var1,Var2) (Var1+Var2)*(Var1-Var2)

為什么要取代這種形式呢，且聽(tīng)我道來(lái)：

　　1． 首先談一下在C中使用這種形式宏定義的原因，C語(yǔ)言是一個(gè)效率很高的語(yǔ)言，這種宏定義在形式及使用上像一個(gè)函數(shù)，但它使用預(yù)處理器實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有了參數(shù)壓棧，代碼生成等一系列的操作,因此，效率很高，這是它在C中被使用的一個(gè)主要原因。

　　2． 這種宏定義在形式上類(lèi)似于一個(gè)函數(shù)，但在使用它時(shí)，僅僅只是做預(yù)處理器符號(hào)表中的簡(jiǎn)單替換，因此它不能進(jìn)行參數(shù)有效性的檢測(cè)，也就不能享受C++編譯器嚴(yán)格類(lèi)型檢查的好處，另外它的返回值也不能被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為可轉(zhuǎn)換的合適的類(lèi)型，這樣，它的使用就存在著一系列的隱患和局限性。

　　3． 在C++中引入了類(lèi)及類(lèi)的訪(fǎng)問(wèn)控制，這樣，如果一個(gè)操作或者說(shuō)一個(gè)表達(dá)式涉及到類(lèi)的保護(hù)成員或私有成員，你就不可能使用這種宏定義來(lái)實(shí)現(xiàn)(因?yàn)闊o(wú)法將this指針?lè)旁诤线m的位置)。

　　4． inline 推出的目的，也正是為了取代這種表達(dá)式形式的宏定義，它消除了它的缺點(diǎn)，同時(shí)又很好地繼承了它的優(yōu)點(diǎn)。

為什么inline能很好地取代表達(dá)式形式的預(yù)定義呢？

對(duì)應(yīng)于上面的1-3點(diǎn)，闡述如下：