在结构中定义常量答案

【问题标题】：define constants in a struct在结构中定义常量
【发布时间】：2021-09-27 12:29:45
【问题描述】：

我正在尝试创建一个包含一些常量的结构，如下所示：

#include <CoreAudio/CoreAudio.h>
...
struct properties {
    //Volume control
    const AudioObjectPropertyAddress volume = {
        kAudioDevicePropertyVolumeScalar, //mSelector
        kAudioDevicePropertyScopeOutput, //mScope
        0 //mElement
    };
    //Mute control
    const AudioObjectPropertyAddress mute = { 
        kAudioDevicePropertyMute,
        kAudioDevicePropertyScopeOutput,
        0
    };
};

但是，我无法访问此类中的常量；

//Function used to for example set volume level or set mute status
//bool setProperty(UInt32 data_to_write, AudioObjectPropertyAddress addr_to_write_to);
//Following line should mute the system audio
setProperty(1, properties::mute);

这将使编译器返回以下错误：

error: invalid use of non-static data member 'mute'

所以，我尝试像这样将常量设为静态：

const static AudioObjectPropertyAddress volume = { ...

但是现在，我得到一个不同的错误：

error: in-class initializer for static data member of type 'const AudioObjectPropertyAddress' requires 'constexpr' specifier

我尝试的最后一件事是将const static 更改为static constexpr，但是我再次无法访问常量。每次我尝试访问它们时，编译器都会显示此错误：

Undefined symbols for architecture x86_64:
  "properties::mute", referenced from:
      _main in main-fefb9f.o
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64

我不太确定这里发生了什么，我尝试将我的结构转换为一个类，但我最终得到了相同的 Undefined symbols 错误。我知道我可以将这两个常量定义为全局变量，但我认为将它们放入结构/类中会使代码看起来“更好”或者更有条理。有人可以解释一下这里出了什么问题并提供可能的解决方案吗？

【问题讨论】：

我相信给静态结构/类成员在其封闭结构/类定义之外的位置的要求来自传统的期望，即结构位于标头内部，因此即使它们的定义也可能在多个“编译单元”。我希望一旦 C++20 模块成为 C++ 库/模块化的主要因素，这个要求最终会被删除。
我在第一个代码块中没有看到静态，因此在转到 constexpr 时它也可能丢失了。某些类在您使用它们的方式上可能与 {} 不兼容 - 例如，如果它们包含联合，则您只能设置一些成员。提供成员是什么或验证您的 ={} 在更简单的上下文中是否按预期工作。

标签： c++ c++11

【解决方案1】：

  struct properties {
      //Volume control
      const AudioObjectPropertyAddress volume = {
          kAudioDevicePropertyVolumeScalar, //mSelector
          kAudioDevicePropertyScopeOutput, //mScope
          0 //mElement
      };
  };

有效，但volume不是静态成员，所以使用需要实例：

setProperty(1, properties{}.volume);

使用static const，它将是：

struct properties {
    //Volume control
    static const AudioObjectPropertyAddress volume;
};

const properties::AudioObjectPropertyAddress volume {
    kAudioDevicePropertyVolumeScalar, //mSelector
    kAudioDevicePropertyScopeOutput, //mScope
    0 //mElement
};

并且使用可能是预期的：

setProperty(1, properties::volume);

在 C++11/C++14 中使用 static constexpr：

struct properties {
    //Volume control
    static constexpr AudioObjectPropertyAddress volume{
        kAudioDevicePropertyVolumeScalar, //mSelector
        kAudioDevicePropertyScopeOutput, //mScope
        0 //mElement
    };
};

const properties::AudioObjectPropertyAddress volume; // Definition when ODR-used

从 C++17 开始使用 static /*inline*/ constexpr：

struct properties {
    //Volume control
    static /*inline*/ constexpr AudioObjectPropertyAddress volume{
        kAudioDevicePropertyVolumeScalar, //mSelector
        kAudioDevicePropertyScopeOutput, //mScope
        0 //mElement
    };
};

【讨论】：

【解决方案2】：

为什么不只使用 properties.volume 和 properties.mute 或使用命名空间...

namespace properties 
{
    //Volume control
    const AudioObjectPropertyAddress volume = {
        kAudioDevicePropertyVolumeScalar, //mSelector
        kAudioDevicePropertyScopeOutput, //mScope
        0 //mElement
    };

    //Mute control
    const AudioObjectPropertyAddress mute = { 
        kAudioDevicePropertyMute,
        kAudioDevicePropertyScopeOutput,
        0
    };
};

【讨论】：

【解决方案3】：

以下是您可以尝试的列表：

您可以....重新设计您的模板/类型。 Struct vs Namespace。如果没有看到整个项目，很难在特定方向上进行指导。由您决定是否需要使用结构、枚举、命名空间、类来封装您的代码。

至于 const 静态声明。 Here is a post 描述静态类成员声明的有效方法。请密切注意您的 c++ 版本。

"在 C++11 之前，只有整数的静态 const 数据成员或枚举类型可以在类定义中有初始化器。”

最后，静态 constexpr 未定义。您的静态变量与您调用它的位置是否在同一个头文件/源文件中？（可能不是，因为错误显示来自 main 的调用）。 Static variables are not visible to other files.

如果您想修改静态变量，您可以使用类函数中的公共 get/set 来完成。

假设“静音”是单个 uint8_t 值。考虑使用将所有静态数据声明为的命名空间：static const uint8_t mute。

【讨论】：