（7）C++ 常量

常量是 固定值，在程序执行期间不会改变。这些固定的值，又叫做 字面量。

常量可以是任何的基本数据类型，可分为整型数字、浮点数字、字符、字符串和布尔值。

常量就像是常规的变量，只不过常量的值在定义后不能进行修改。

整数常量

整数常量可以是十进制、八进制或十六进制的常量。

前缀指定基数：0x 或 0X 表示十六进制，0 表示八进制，不带前缀则默认表示十进制。

整数常量也可以带一个后缀，后缀是 U 和 L 的组合，U 表示无符号整数（unsigned），L 表示长整数（long）。后缀可以是大写，也可以是小写，U 和 L 的顺序任意。

下面列举几个整数常量的实例：

212	合法的
215u	合法的
0xFeeL	合法的
078	非法的：8 不是八进制的数字
032UU	非法的：不能重复后缀

以下是各种类型的整数常量的实例：

85	十进制
0213	八进制
0x4b	十六进制
30	整数
30u	无符号整数
30l	长整数
30ul	无符号长整数

浮点常量

浮点常量由整数部分、小数点、小数部分和指数部分组成。您可以使用小数形式或者指数形式来表示浮点常量。

当使用小数形式表示时，必须包含整数部分、小数部分，或同时包含两者。当使用指数形式表示时， 必须包含小数点、指数，或同时包含两者。带符号的指数是用 e 或 E 引入的。

下面列举几个浮点常量的实例：

3.14159	合法的
314159E-5L	合法的
510E	非法的：不完整的指数
210f	非法的：没有小数或指数
.e55	非法的：缺少整数或分数

布尔常量

布尔常量共有两个，它们都是标准的 C++ 关键字：

true 值代表真。
false 值代表假。

我们不应把 true 的值看成 1，把 false 的值看成 0。

字符常量

字符常量是括在单引号中。

如果常量以 L（仅当大写时）开头，则表示它是一个宽字符常量（例如 L’x’），此时它必须存储在 wchar_t 类型的变量中。

否则，它就是一个窄字符常量（例如 ‘x’），此时它可以存储在 char 类型的简单变量中。

字符常量可以是一个普通的字符（例如 ‘x’）、一个转义序列（例如 ‘\t’），或一个通用的字符（例如 ‘\u02C0’）。

在 C++ 中，有一些特定的字符，当它们前面有反斜杠时，它们就具有特殊的含义，被用来表示如换行符（\n）或制表符（\t）等。下表列出了一些这样的转义序列码：

转义序列	含义
\	\ 字符
’	’ 字符
"	" 字符
?	? 字符
\a	警报铃声
\b	退格键
\f	换页符
\n	换行符
\r	回车
\t	水平制表符
\v	垂直制表符
\ooo	一到三位的八进制数
\xhh . . .	一个或多个数字的十六进制数

下面的实例显示了一些转义序列字符：

实例

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{
   cout << "Hello\tWorld\n\n";
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Hello   World

字符串常量

字符串字面值或常量是括在双引号 “” 中的。一个字符串包含类似于字符常量的字符：普通的字符、转义序列和通用的字符。

您可以使用空格做分隔符，把一个很长的字符串常量进行分行。

下面的实例显示了一些字符串常量。下面这三种形式所显示的字符串是相同的。

"hello, dear"

"hello, \

dear"

"hello, " "d" "ear"

定义常量

在 C++ 中，有两种简单的定义常量的方式：

使用 #define 预处理器。
使用 const 关键字。

const 和 define 定义常量时，两个数的范围不同。

#include<cstdio>
using namespace std;
const int  maxn=1e+10;
int main()
{
    printf("%d",maxn);
    return 0;
}

然后输出是：

2147483647

如果用 define 定义的话:

#include<cstdio>
#define maxn 1e+10
using namespace std;
int main()
{
    printf("%d",maxn);
    return 0;
}

输出是：

536870912

但是，如果将输出的 %d 改为 %lld 的话，输出为：

4756540486875873280

那么，可以思考一下，如果将 const 的数据也改成 longlong 的话，输出为：

10000000000

刚好为我们想要的那个答案。

数据的范围还有输出的格式很重要！！！

使用 #define 预处理器定义常量

预处理 #define 变量定义值以后，不能用分号，否则就会计算错误，但是程序不会报错。

#define age  12
#define age1 10

#define age2  12;
#define age3 10;

 

int main()
{
   int dd  ; 
   dd = age + age1;
   cout  << "值=" << dd << endl; //值22
   dd = age2 + age3;
   cout  << "值=" << dd << endl; //值12
    return 0;  
}预处理 #define 变量定义值以后，不能用分号，否则就会计算错误，但是程序不会报错。

形式：

#define identifier value

具体请看下面的实例：

#include <iostream>
using namespace std;
 
#define LENGTH 10   
#define WIDTH  5
#define NEWLINE '\n'
 
int main()
{
 
   int area;  
   
   area = LENGTH * WIDTH;
   cout << area;
   cout << NEWLINE;
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

50

const 关键字

组成

const是constant的简写，只要一个变量前面用const来修饰，就意味着该变量里的数据可以被访问，不能被修改。

也就是说const意味着只读（readonly）。

规则

const离谁近，谁就不能被修改；

const限定符限定以后是不可以改变的，所以在定义时必须赋初始值，要不然是错误的，除非这个变量是用extern修饰的外部变量。 例如：

const int A=10;       //正确。
const int A;          //错误，没有赋初始值。
extern const int A;   //正确，使用extern的外部变量。

本质

const在谁后面谁就不可以修改，const在最前面则将其后移一位，二者等效。

作用

为给读你代码的人传达非常有用的信息，声明一个参数为常量是为了告诉用户这个参数的应用目的；

通过给优化器一些附加信息，使关键字const也许能产生更紧凑的代码；

合理使用关键字const可以使编译器很自然的保护那些不希望被修改的参数，防止无意的代码修改，可以减少bug的出现；

应用

欲阻止一个变量被改变，可使用const，在定义该const变量时，需先初始化，以后就没有机会改变他了；

对指针而言，可以指定指针本身为const，也可以指定指针所指的数据为const，或二者同时指定为const；

在一个函数声明中，const可以修饰形参表明他是一个输入参数，在函数内部不可以改变其值；

对于类的成员函数，有时候必须指定其为const类型，表明其是一个常函数，不能修改类的成员变量；

对于类的成员函数，有时候必须指定其返回值为const类型，以使得其返回值不为“左值”。

可以使用 const 前缀声明指定类型的常量，如下所示：

const type variable = value;

具体请看下面的实例：

实例

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{
   const int  LENGTH = 10;
   const int  WIDTH  = 5;
   const char NEWLINE = '\n';
   int area;  
   
   area = LENGTH * WIDTH;
   cout << area;
   cout << NEWLINE;
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

50

请注意，把常量定义为大写字母形式，是一个很好的编程实践。

定义成 const 后的常量，程序对其中只能读不能修改。

以下程序是错误的，因为开头就已经固定了常量，便不能再对其进行赋值：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    const double pi;                      //圆周率的值用pi表示
    pi=3.14159265;
    cout<<"圆周率的近似值是"<<pi<<endl;
    return 0;
}

下面给出正确的赋值方法:

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    const double pi=3.141592;            //圆周率的值用pi表示
    cout<<"圆周率的近似值是"<<pi<<endl;
    return 0;
}

宏定义 #define 和常量 const 的区别

类型和安全检查不同

宏定义是字符替换，没有数据类型的区别，同时这种替换没有类型安全检查，可能产生边际效应等错误；

const常量是常量的声明，有类型区别，需要在编译阶段进行类型检查

编译器处理不同

宏定义是一个"编译时"概念，在预处理阶段展开，不能对宏定义进行调试，生命周期结束与编译时期；

const常量是一个"运行时"概念，在程序运行使用，类似于一个只读行数据

存储方式不同

宏定义是直接替换，不会分配内存，存储与程序的代码段中；

const常量需要进行内存分配，存储与程序的数据段中

定义域不同

void f1 ()
{
    #define N 12
    const int n 12;
}
void f2 ()
{
    cout<<N <<endl; //正确，N已经定义过，不受定义域限制
    cout<<n <<endl; //错误，n定义域只在f1函数中
}

定义后能否取消

宏定义可以通过#undef来使之前的宏定义失效

const常量定义后将在定义域内永久有效

void f1()
{
  #define N 12
  const int n = 12;

  #undef N //取消宏定义后，即使在f1函数中，N也无效了
  #define N 21//取消后可以重新定义
}

是否可以做函数参数

宏定义不能作为参数传递给函数

const常量可以在函数的参数列表中出现

const char*, char const*的区别

Bjarne 在他的 The C++ Programming Language 里面给出过一个助记的方法： 把一个声明从右向左读。

char  * const cp; ( * 读成 pointer to ) 
cp is a const pointer to char 

const char * p; 
p is a pointer to const char; 

char const * p;

同上因为 C++ 里面没有 const* 的运算符，所以 const 只能属于前面的类型。

详情请看: https://www.runoob.com/w3cnote/const-char.html.

实例

常量实例：

已知半径，求圆的周长和面积。

#include<iostream>   
using namespace std;

#define PI 3.14

int main()
{
    float radius = 10.0;
    float area = PI * radius * radius;
    float circumference = 2 * PI * radius;
    cout << "area is "<<area <<", circumference is "<< circumference<<endl;
    return 0;
}

总结

角度1 定义常量

就定义常量说的话， const 定义的常数是变量 也带类型， #define 定义的只是个常数 不带类型。

角度2 起作用的阶段

就起作用的阶段而言，#define 是在编译的预处理阶段起作用，而 const 是在 编译、运行的时候起作用。

角度3 起作用的方式

就起作用的方式而言，#define 只是简单的字符串替换，没有类型检查。而 const 有对应的数据类型，是要进行判断的，可以避免一些低级的错误。 正因为 define 只是简单的字符串替换会导致边界效应，具体举例可以参考下面代码：

#define N 2+3     // 我们预想的 N 值是 5，我们这样使用 
Ndouble a = N/2;  // 我们预想的  a 的值是 2.5，可实际上 a 的值是 3.5

角度4 就空间占用而言

例如：

#define PI 3.14     //预处理后 占用代码段空间
const float PI=3.14;    // 本质上还是一个 float，占用数据段空间

角度5：代码调试的方便程度

从代码调试的方便程度而言, const 常量可以进行调试的，#define 是不能进行调试的，因为在预编译阶段就已经替换掉了

角度6 是否可以再定义的角度

从是否可以再定义的角度而言, const 不足的地方，是与生俱来的，const 不能重定义，而 #define 可以通过 #undef 取消某个符号的定义，再重新定义。