Question

在头文件中，可以在一行中声明和（预）定义全局常量。

// constants.h
namespace Constant{
    static const unsigned int framerate = 60;
    static const char * const windowName = "Test";
    static const unsigned char * const cursorBitmap = { lots of data };
}

我喜欢这种格式，因为它允许我将常量保存在一个位置，并且避免需要在一个文件中声明常量并在另一个文件中定义它，从而有助于提高可读性。但是，当任何翻译单元包含constants.h时，它会扩展这些定义，每个单元。

我的问题是，如果我将constants.h包含在许多翻译单元中，这会导致很大的开销，例如，cursorBitmap和其他数组常量非常大吗？如果我将它包含在100个单元中，我的程序是否包含每个字符串和数组文字的100个副本？或者只会复制指针和值？

如果有开销，有没有办法可以避免它而不需要单独声明和定义？

（我也猜测＆＃39;静态＆＃39;在这种情况下是多余的，但我还是喜欢把它放在那里）

Answer 1

在各种翻译单元中是否重复字符串文字是一个实施质量问题。

直接声明的对象将在包含此标头的每个翻译单元中重复。虽然不是很多。并且在不直接或间接使用某个常量地址的转换单元中，它可以被优化掉。

如果您只想确保每个常量的一个副本，甚至没有副本，那么您可以使用类模板，如下所示：

constants.h 的

#pragma once

template< class Dummy >
struct Constant_{
    static const unsigned int framerate;
    static const char * const windowName;
    static const unsigned char * const cursorBitmap;
};

template< class Dummy >
const unsigned int Constant_<Dummy>::framerate = 60;

template< class Dummy >
const char * const Constant_<Dummy::windowName = "Test";

template< class Dummy >
const unsigned char * const Constant_<Dummy>::cursorBitmap = ...;

using Constant = Constant_<void>;

但这是恕我直言，而不是它的价值。

类似的替代方案是使用inline函数，每个常量一个。

Answer 2

如果我将程序包含在100个单位中，我的程序是否包含每个字符串和数组文字的100个副本？或者只会复制指针和值？

标准不承诺合并字符串文字，因此由实现决定。在GNU / Linux上使用GCC 5.1.1进行的简单测试表明，字符串文字在未经优化的构建中未合并，但在使用-O或-Os时进行合并。但这只是合并实际的char数组。在某种程度上，编译器不会优化指针的存储，或者数值常量（如果它们是翻译单元的本地，而不是ODR使用的，以及POD类型，它们是明显的候选消除然而，as-if规则）编译器可能无法轻松地合并它们。该标准要求它们是不同的对象，因此必须具有不同的地址。 as-if规则可能仍然允许删除它们，即使你要使用它们的地址，但这通常需要全局程序优化，即链接时优化，包括库，实现可能不支持，仅以有限的方式支持，和/或仅取决于编译器和链接器设置。换句话说，它可能只是在适当的情况下发生，但更有可能不会发生。

我自己的测试表明GCC 5.1.1没有合并static const unsigned int ref公开的const个对象，即使是-Os -flto（优化大小并启用链接时优化）。如果任何当代实施确实执行了这种困难和模糊的优化，我会坦率地感到惊讶。

（我也猜测'静态'在这个用法中是多余的，但我还是喜欢把它放在那里）

如果您有多个翻译单元，那么这并不是多余的，因为否则会违反一个定义规则（ODR）。但是，作为旁注，在命名空间范围内static已被认为在语法上已经过时很久了（考虑使用在C ++ 98中引入的匿名命名空间）。

（响应Cheers和hth。 - Alf）

如果您只想确保每个常量的一个副本，甚至没有副本，那么您可以使用类模板，如下所示：

没有这样的运气。标准中无法保证模板使用了多少空间。所有模板都保证在as-if规则下只使用了一个潜在的许多副本 - 或者似乎在使用它们。事实上，它比这更糟糕，因为至少GCC 5.1.1实际上不在我的系统上删除冗余static const unsigned int甚至-Os -flto。这意味着有两个翻译单元，unsigned int的初始化值可以在两个不同的位置找到，即使只使用其中一个（所有指针和引用仅指这个位置）。

Answer 3

首先，在C ++ 98中不推荐在命名空间中使用static：

D.2 static关键字
在命名空间范围内声明对象时，不推荐使用static关键字（见3.3.5）

其次，const本身意味着C ++中的内部联系。

第三，确切的答案取决于您使用的编译器和选项。编译器/链接器可以消除重复项，尤其是在可以使用LTO（链路时间优化）的情况下。

包含在许多翻译单元中的静态常量的开销？

3 个答案: