如何在 C++ 中正确定义常量

Question

我在许多 C++ 代码库中看到了一个共同的模式：

Header.h:

static const int myConstant = 1;

Source1.cpp：

#include "Header.h"

Source2.cpp：

#include "Header.h"

基于：

3.5 程序及联动

...

(2.1) — 当名称具有外部链接时，它所表示的实体可以由范围内的名称引用 其他翻译单元或来自同一翻译单元的其他范围。

(2.2) — 当名称具有内部链接时，它所表示的实体可以由其他范围的名称引用 在同一个翻译单元中。

...

3 具有命名空间范围 (3.3.6) 的名称如果是以下名称，则具有内部链接

(3.1) — 显式声明为静态的变量、函数或函数模板；或者，

myConstant 只能从同一个翻译单元访问，编译器将生成它的多个实例，每个包含Header.h 的翻译单元一个。

我的理解是否正确 - 创建了多个 myConstant 实例？如果是这种情况，请您指出在 C++ 中使用常量的更好选择

编辑：

有人建议在标题中创建myConstant extern 并将其定义在一个cpp 文件中。这是一个好习惯吗？我猜这会使编译器看不到该值并阻止许多优化，例如当该值出现在算术运算中时。

Answer 1

你正在做的应该没问题。优化器可能会避免为常量创建任何存储，而是用值替换它的任何使用，只要您从不获取变量的地址（例如&myConstant）。

Answer 2

头文件中出现的static const int myConstant = 1 模式有点奇怪，因为关键字static 将变量定义的范围限制为特定的翻译单元。因此，不能从其他翻译单元访问此变量。所以我不明白为什么有人可能会在头文件中公开一个变量，尽管这个变量永远不能从“外部”寻址。

请注意，如果不同的翻译单元包含标题，那么每个翻译单元将定义自己的，有点“私有”这个变量的实例。

我认为常见的模式应该是：

在头文件中：

extern const int myConstant;

在整个程序的一个实现文件中：

const int myConstant = 1;

然而，cmets 说，这将阻止编译器进行优化，因为在编译翻译单元时不知道常量的值（这听起来很合理）。

因此，“全局/共享”常量似乎是不可能的，人们可能不得不在头文件中使用 - 有点矛盾 - 关键字 static。

另外，我会使用constexr 来表示编译时间常数（尽管编译器可能会派生这个）：

 static constexpr int x = 1;

因为static-关键字仍然以某种方式打扰我，所以我对constexpr 进行了一些研究和实验，没有static 关键字但使用extern 关键字。不幸的是，extern constexpr 仍然需要初始化（这使它成为一个定义并导致重复的符号错误）。有趣的是，至少使用我的编译器，我实际上可以在不同的翻译单元中定义constexpr int x = 1，而不会引入编译器/链接器错误。但是我在标准中没有找到对这种行为的支持。但是在头文件中定义constexpr int x = 1比static constexpr int x = 1还要好奇。

这么多词，很少发现。我认为static constexpr int x = 1 是最好的选择。