常量是一種標(biāo)識(shí)符,它的值在運(yùn)行期間恒定不變。C語(yǔ)言用 #define來(lái)定義常量(稱(chēng)為宏常量)。C++ 語(yǔ)言除了 #define外還可以用const來(lái)定義常量(稱(chēng)為const常量)。
5.1 為什么需要常量
如果不使用常量,直接在程序中填寫(xiě)數(shù)字或字符串,將會(huì)有什么麻煩?
(1) 程序的可讀性(可理解性)變差。程序員自己會(huì)忘記那些數(shù)字或字符串是什么意思,用戶則更加不知它們從何處來(lái)、表示什么。
(2) 在程序的很多地方輸入同樣的數(shù)字或字符串,難保不發(fā)生書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤。
(3) 如果要修改數(shù)字或字符串,則會(huì)在很多地方改動(dòng),既麻煩又容易出錯(cuò)。
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【規(guī)則5-1-1】 盡量使用含義直觀的常量來(lái)表示那些將在程序中多次出現(xiàn)的數(shù)字或字符串。
例如:
#define
MAX 100 /*
C語(yǔ)言的宏常量
*/
const int MAX = 100; //
C++ 語(yǔ)言的const常量
const float PI =
3.14159; // C++ 語(yǔ)言的const常量
C++ 語(yǔ)言可以用const來(lái)定義常量,也可以用 #define來(lái)定義常量。但是前者比后者有更多的優(yōu)點(diǎn):
(1) const常量有數(shù)據(jù)類(lèi)型,而宏常量沒(méi)有數(shù)據(jù)類(lèi)型。編譯器可以對(duì)前者進(jìn)行類(lèi)型安全檢查。而對(duì)后者只進(jìn)行字符替換,沒(méi)有類(lèi)型安全檢查,并且在字符替換可能會(huì)產(chǎn)生意料不到的錯(cuò)誤(邊際效應(yīng))。
(2) 有些集成化的調(diào)試工具可以對(duì)const常量進(jìn)行調(diào)試,但是不能對(duì)宏常量進(jìn)行調(diào)試。
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【規(guī)則5-2-1】在C++ 程序中只使用const常量而不使用宏常量,即const常量完全取代宏常量。
5.3 常量定義規(guī)則
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【規(guī)則5-3-1】需要對(duì)外公開(kāi)的常量放在頭文件中,不需要對(duì)外公開(kāi)的常量放在定義文件的頭部。為便于管理,可以把不同模塊的常量集中存放在一個(gè)公共的頭文件中。
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【規(guī)則5-3-2】如果某一常量與其它常量密切相關(guān),應(yīng)在定義中包含這種關(guān)系,而不應(yīng)給出一些孤立的值。
例如:
const float RADIUS = 100;
const
float DIAMETER = RADIUS * 2;
5.4 類(lèi)中的常量
有時(shí)我們希望某些常量只在類(lèi)中有效。由于#define定義的宏常量是全局的,不能達(dá)到目的,于是想當(dāng)然地覺(jué)得應(yīng)該用const修飾數(shù)據(jù)成員來(lái)實(shí)現(xiàn)。const數(shù)據(jù)成員的確是存在的,但其含義卻不是我們所期望的。const數(shù)據(jù)成員只在某個(gè)對(duì)象生存期內(nèi)是常量,而對(duì)于整個(gè)類(lèi)而言卻是可變的,因?yàn)轭?lèi)可以創(chuàng)建多個(gè)對(duì)象,不同的對(duì)象其const數(shù)據(jù)成員的值可以不同。
不能在類(lèi)聲明中初始化const數(shù)據(jù)成員。以下用法是錯(cuò)誤的,因?yàn)轭?lèi)的對(duì)象未被創(chuàng)建時(shí),編譯器不知道SIZE的值是什么。
class A
{…
const int SIZE = 100; // 錯(cuò)誤,企圖在類(lèi)聲明中初始化const數(shù)據(jù)成員
int array[SIZE]; // 錯(cuò)誤,未知的SIZE
};
const數(shù)據(jù)成員的初始化只能在類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的初始化表中進(jìn)行,例如
class A
{…
A(int size); // 構(gòu)造函數(shù)
const int SIZE ;
};
A::A(int size) : SIZE(size) // 構(gòu)造函數(shù)的初始化表
{
…
}
A
a(100); // 對(duì)象 a 的SIZE值為100
A
b(200); // 對(duì)象 b 的SIZE值為200
怎樣才能建立在整個(gè)類(lèi)中都恒定的常量呢?別指望const數(shù)據(jù)成員了,應(yīng)該用類(lèi)中的枚舉常量來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如
class A
{…
enum { SIZE1 = 100, SIZE2 = 200}; // 枚舉常量
int array1[SIZE1];
int array2[SIZE2];
};
枚舉常量不會(huì)占用對(duì)象的存儲(chǔ)空間,它們?cè)诰幾g時(shí)被全部求值。枚舉常量的缺點(diǎn)是:它的隱含數(shù)據(jù)類(lèi)型是整數(shù),其最大值有限,且不能表示浮點(diǎn)數(shù)(如PI=3.14159)。