C中的模式设置：枚举vs常量vs定义

我读了一些关于这个话题的问题：

我知道，为了更好地封装和/或可读性，enum通常是

#define

宏的首选。此外，它还允许编译器检查类型以防止出现某些错误

const

声明介于两者之间，允许类型检查和封装，但更为混乱

现在我在内存空间非常有限的嵌入式应用程序中工作（我们常常不得不为节省字节而斗争）。我的第一个想法是常数比枚举占用更多内存。但我意识到，我不确定常量将如何出现在最终固件中

---

例如：

enum { standby, starting, active, stoping } state;

---

问题: 在资源有限的环境中，

enum

vs

#如何定义

vs

static const

在执行速度和内存印记方面进行比较

我知道，为了更好地封装和/或可读性，enum通常是#define宏的首选

首选枚举主要是为了更好的可读性，但也因为它们可以在本地范围内声明，并且它们增加了一点点类型安全性（特别是在使用静态分析工具时）

常量声明介于类型检查和封装之间，但更为混乱

不完全是，这取决于范围。“全局”常量可能很混乱，但它们不像全局读/写变量那样糟糕，在某些情况下是合理的。与其他形式相比，

const

的一个主要优点是，这类变量往往在

.rodata

中分配，您可以使用调试器查看它们，这在宏和枚举中并不总是可行的（取决于调试器的性能）

请注意，

#define

始终是全局的，

enum

可能是也可能不是

我的第一个想法是常数比枚举占用更多内存

这是不正确的

enum

变量通常是

int

类型，尽管它们可以是较小的类型（因为它们的大小可能不同，所以不利于移植）。然而，枚举常量（即枚举声明中的内容）总是

int

，这是一种至少16位的类型

另一方面，

const

与您声明的类型一样大。因此，如果需要节省内存，

const

优于

enum

在资源有限的环境中，enum与#define与static const在执行速度和内存印记方面如何比较

执行速度可能不会有什么不同——这是不可能说的，因为它是特定于系统的。然而，由于枚举往往会给出16位或更大的值，因此在需要节省内存时，它们是一个坏主意。如果你需要一个精确的内存布局，它们也是一个坏主意，这在嵌入式系统中是很常见的。当然，编译器可能会将它们优化到更小的大小

其他建议：

• 在嵌入式系统中始终使用

  stdint.h

  类型，特别是当您需要精确的内存布局时
• 枚举很好，除非您需要它们作为某些内存布局（如数据协议）的一部分。不要在这种情况下使用枚举

• const

  在需要将某些内容存储在闪存中时非常理想。这些变量有自己的地址，更容易调试
• 在嵌入式系统中，为了减小闪存大小而优化代码通常没有多大意义，而是为了减小RAM大小而进行优化。

  #define

  将始终在.text闪存中结束，而enum和const可能在RAM、

  .rodata

  闪存或

  闪存中结束

• 当在嵌入式系统上优化大小（RAM或flash）时，请跟踪映射文件（链接器输出文件）中的变量，并查找突出的内容，而不是一时兴起地到处跑，手动优化随机内容。通过这种方式，您还可以检测一些应该是

  const

  的变量是否错误地在RAM中结束（错误）

---

我使用了一个OpenGL库，它定义了枚举中的大多数常量，默认的OpenGL头将其定义为

#defines

。因此，作为标题/库的用户，没有太大的区别。这只是设计的一个方面。当使用纯C时，没有

静态常量

，除非它是一个变化的东西，或者是一个像

（extern）static const char[]version这样的大字符串。就我自己而言，我避免使用宏，因此在特殊情况下可以重用标识符。将C代码移植到C++时，枚举甚至是范围化的，并且是类型检查的。
特性：字符用法和可读性：

#define MY_CONST1 10
#define MY_CONST2 20
#define MY_CONST3 30
//...
#define MY_CONSTN N0

vs

为了得到一些实质性的答案，我做了一个简单的测试

代码
我写了一个简单的C程序main.C：

我考虑了三个变量来定义状态常数。如上所述的宏，枚举：

enum {
  STATE_STANDBY=0,
  STATE_START,
  STATE_RUN,
  STATE_STOP
} possible_states;

和
常量
：

static const int  STATE_STANDBY = 0;
static const int  STATE_START   = 1;
static const int  STATE_RUN     = 2;
static const int  STATE_STOP    = 3;

而其余的代码保持不变

测试和结果
测试在64位linux机器上进行，并使用
gcc

全球规模

gcc main.c-o main

宏：7310字节

枚举：7349字节

常量：7501字节

gcc-O2-main.c-o-main

宏：7262字节

枚举：7301字节

常量：7262字节

gcc-Os-main.c-o-main

宏：7198字节

枚举：7237字节

常量：7198字节


启用优化时，常量和宏变量的大小相同。枚举总是稍大一些。使用
gcc-S
我可以看出差异是
可能的状态，4,4
in.comm。因此枚举总是大于宏。常数可以更大，但也可以优化
#define LOOP_SIZE     10000000
#define MACHINE_LOOP  100

enum {
  STATE_STANDBY=0,
  STATE_START,
  STATE_RUN,
  STATE_STOP
} possible_states;

static const int  STATE_STANDBY = 0;
static const int  STATE_START   = 1;
static const int  STATE_RUN     = 2;
static const int  STATE_STOP    = 3;

enum {
  STATE_STANDBY = 0,
  STATE_START,
  STATE_RUN,
  STATE_STOP
} possible_states;

// Define just the enumeration constants
enum { STATE_STANDBY, ... };

// Define the enumeration constants and the
// type "enum possible_states"
enum possible_states { STATE_STANDBY, ... };

// Define the enumeration constants and the
// type "possible_states"
typedef enum { STATE_STANDBY, ... } possible_states;