如何在 C++ 类中创建 const 数组和计算 const 值？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何在 C++ 类中创建 const 数组和计算 const 值？

【英文标题】：How do I create const arrays and calculated const values in C++ class?

【发布时间】：2009-05-14 15:44:26

【问题描述】：

我遇到了一些我不理解的编译器错误。我很确定我在这里做错了什么，但我不知道是什么。我希望将所有世界常量定义为属于该类。

注意事项：

我只使用类作为带有附加成员的结构。我不是故意遵循严格的面向对象设计。请不要评论公共变量。

我不太关心编译器内联的东西。我使用这种结构是因为它易于使用。 （如果有效）

class Board
public:
    enum PhysicsResult BOUNCE, OUT_OF_BOUNDS_TOP, OUT_OF_BOUNDS_BOTTOM, CONTINUE ;
    //World constants
    const static float Height = 500;
    const static float Width = 300;
    //ERROR: 'Board::Width' cannot appear in a constant-expression.
    const static float PaddleWidth = Width/15; 
    const static float BallRadius = 5;
    const static float BounceDistance = 1.5;
    //World Objects
    Ball ball;
    Paddle paddle1;
    Paddle paddle2;
    /*
     1---2
     |   |
     0---3
     */
    //ERROR: a brace-enclosed initalizer is not allowed here before '' token
    //ERROR: invalid in-class initalization of static data member of nonintegral type 'const Pair[4]'
    const static Pair corners[4] = Pair(0, 0), Pair(0, Height), Pair(Width, Height), Pair(Width, 0);

    //ERROR: a brace-enclosed initalizer is not allowed here before '' token
    //ERROR: invalid in-class initalization of static data member of nonintegral type 'const Pair[2]'
    const static Pair left_wall[2]   = corners[0], corners[1];

    //ERROR: a brace-enclosed initalizer is not allowed here before '' token
    //ERROR: invalid in-class initalization of static data member of nonintegral type 'const Pair[2]'
    const static Pair right_wall[2]  = corners[3], corners[2];

    //ERROR: a brace-enclosed initalizer is not allowed here before '' token
    //ERROR: invalid in-class initalization of static data member of nonintegral type 'const Pair[2]'
    const static Pair top_wall[2]    = corners[1], corners[2];

    //ERROR: a brace-enclosed initalizer is not allowed here before '' token
    //ERROR: invalid in-class initalization of static data member of nonintegral type 'const Pair[2]'
    const static Pair bottom_wall[2] = corners[0], corners[3];

如果可以这样做，那么正确的语法是什么？ 如果这不可能，我应该使用什么替代方法？

【参考方案1】：

在类的主体之外定义静态常量，使用 gcc 编译和执行。

#include <iostream>
using namespace std;

struct Pair  int a; int b; Pair(int x, int y) : a(x),b(y) ;
struct F 
  static const float blah = 200.0;
  static const Pair corners[4];
;

// square boards are so ordinary
const Pair F::corners[4] =  Pair(0,0), Pair(0,1), Pair(2,0), Pair(2,2) ;

const float F::blah ;

int main(int, char **) 
  cout << F::corners[0].a << endl ;
  cout << F::blah << endl;
  return 0;

ebo 关于初始化顺序的评论的重要性怎么强调都不为过。

【讨论】：

您可能需要解决[静态初始化顺序问题][1] [1]：parashift.com/c++-faq-lite/ctors.html#faq-10.13

只要把它们放在同一个文件中，它们就会按顺序初始化。

我担心董事会将在一个文件（board.cpp）中，董事会用户将在另一个文件（game.cpp）中，会有Game的静态成员引用Board 的角落，并且根据 board.obj 和 game.obj 链接的顺序，程序将神秘地运行或崩溃。

如果你必须从其他翻译单元访问 F::corners，你也可以去掉 Pair 构造函数，像 const Pair F::corners[4] = 0, 0 , 0, 1 , ..... ;对象将在任何其他初始化发生之前初始化，然后直接在所有内容的零初始化之后进行（静态初始化。重要的是所有初始化表达式必须是常量表达式，并且数组是 POD 类型）。然后，您可以在运行时初始化的代码中安全地访问它（动态初始化）

Thomas：对我的应用程序来说不是问题。 Paddle、Board 和 Ball 是代码中唯一的“对象”。其他一切都在全局函数中。我正在为程序的图形使用 OpenGL，所以我跳过了这个项目的 OOP。

【参考方案2】：

您必须在构造函数初始化列表中初始化 const 成员。

class blah

    public:
            blah() : _constant( 1 )  

    private:
            const int _constant;
;

【讨论】：

什么是“构造函数初始化列表”？

parashift.com/c++-faq-lite/ctors.html#faq-10.6 初始化器列表是您在成员上调用构造函数的方式。在上面的例子中，它是 ":_constant(1)" 部分。如果您需要多个，请用逗号分隔它们。即 blah() : _constant(1)、_constant1(2)、_constant2(3) 等...

@mgb：不幸的是，没有办法使用初始化列表来初始化静态数据。此外，以下划线开头的标识符通常是不好的做法。我认为在这种情况下没关系，因为它后面跟着一个小写字母，但这仍然不是最佳实践，尤其是在 C++ 新手的示例中。见***.com/questions/228783/…

这会因 const 静态变量而失败。

【参考方案3】：

C++ 对象的静态成员需要在声明之外定义。这是因为编译器不知道将成员放入哪个翻译单元（.o 文件）。

通常我会在实现的 .cpp 文件中定义它们。您通常不希望将它们放入头文件中，因为它们最终会出现在多个 .o 文件中，并且会产生编译器错误，因为多次定义了相同的东西。

【讨论】：

很高兴知道未来。我现在将所有代码都放在标题中。