常量(const 和 #define 的区别)

为什么需要常量

  1. 程序的可读性(可理解性)变差。程序员自己会忘记那些数字或字符串是什么意思,用户则更加不知它们从何处来、表示什么。
  2. 在程序的很多地方输入同样的数字或字符串,难保不发生书写错误。
  3. 如果要修改数字或字符串,则会在很多地方改动,既麻烦又容易出错。
  4. 常量,就是我们希望在整个代码中,这个量不能改变,所以用 const 修饰会更好

对于 C 中,一般用 #define 来定义常量,而到了 C++ 中,都是用 const 来定义常量

#define MAX 100    /* C 语言的宏常量 */

const int MAX = 100;       // C++ 语言的 const 常量
const float PI = 3.14159;  // C++ 语言的 const 常量

const 与 #define 的比较

虽然 C++ 中,也是可以用 #define 定义常量,但是,在 C++ 中,我们只使用 const 定义常量,而不是用 宏常量即,const 常量完全取代宏常量

  1. #define是宏定义,程序在预处理阶段将用 #define 定义的内容进行了替换。因此程序运行时,常量表中并没有用#define 定义的常量,系统不为它分配内存。const定义的常量,在程序运行时在常量表中,系统为它分配内存。#define 的宏常量在预处理阶段就进行了替换,同时不分配内存;而 const 定义的常量,会分配在,常量存储区中
  2. #define定义的常量,预处理时只是直接进行了替换。所以编译时不能进行数据类型检验。const定义的常量,在编译时进行严格的类型检验,可以避免出错。const 定义的常量,有类型检验
  3. #define定义表达式时要注意边缘效应,例如如下定义:
#define N 2+3    // 要记得,#define 的常量,只是进行了符号替换,而不会进行运算

int a = N/2;
// 相当于是 2+3/2,根据运算优先级,结果是 3
// 这就是宏定义的字符串替换的“边缘效应”
// 如果想要 N = 5,那么需要定义的时候
// #define N (2+3)

// 但是,用 const,就不会有这些问题,const 可以帮助直接 计算
const int M = 2 + 3;
// 那么此时,M 的常量就是 M = 5

const 定义的常量叫做常变量原因有二:const 定义常量像变量一样检查类型;const可以在任何地方定义常量,编译器对它的处理过程与变量相似,只是分配内存的地方不同(const 常量分配内存在 常量存储区)。

类中的常量

有时我们希望某些常量只在类中有效。由于#define 定义的宏常量是全局的,不能达到目的,于是想当然地觉得应该用 const 修饰数据成员来实现。
const 数据成员只在某个对象生存期内是常量,而对于整个类而言却是可变的,因为类可以创建多个对象,不同的对象其 const 数
据成员的值可以不同

不能在类声明中初始化 const 数据成员。

以下用法是错误的,因为类的对象未被创建时,编译器不知道 SIZE 的值是什么。

class A
{const int SIZE = 100; // 错误,企图在类声明中初始化 const 数据成员
    int array[SIZE]; // 错误,未知的 SIZE
};

const 数据成员的初始化只能在类构造函数的初始化表中进行,例如

class A
{A(int size); // 构造函数
    const int SIZE ;
};

A::A(int size) : SIZE(size) // 构造函数的初始化表
{}

A a(100); // 对象 a 的 SIZE 值为 100
A b(200); // 对象 b 的 SIZE 值为 200

怎样才能建立在整个类中都恒定的常量呢?别指望 const 数据成员了,应该用类中的枚举常量来实现。例如

class A
{enum { SIZE1 = 100, SIZE2 = 200}; // 枚举常量
    int array1[SIZE1];
    int array2[SIZE2];
};

枚举常量不会占用对象的存储空间,它们在编译时被全部求值。枚举常量的缺点是:
它的隐含数据类型是整数,其最大值有限,且不能表示浮点数
(如 PI=3.14159)。

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