必须知道的C语言知识细节:常量、#define、const区别

C语言中定义“常量”有三种方式,请注意,这里的“常量”是指实现等价的常量效果,例如数组长度100,圆周率PI等。

备注:常量最大的特点是不可更改,编译时就知道其具体的值。

第一种是严格意义上的常量,各种类型的字面值。

C语言中严格意义的常量是指某种类型的具体值,例如整型值100,字符值 'a',浮点型值3.14159,字符串常量"abcd",空指针常量NULL,枚举常量。

例如:

int r = 25; // 半径,25是常量,初始化赋值给变量r

double s = rr3.14159; // 面积,3.14159是常量

char a[] = "abcd"; // 字符串常量赋值给数组a

enum DAY{SUN,MON,TUE,WED,THU,FRI,SAT}; // 定义7个枚举常量表示星期几

另外提供两种方式#define宏定义和const关键字修饰的“常量”方式。使用这两种“常量”的好处是可以为一个数值指定有意义的名字,集中管理常量,方便修改。

第二种方式,#define 宏定义常量,预处理器阶段会直接将常量名称替换成常量值,本质上是简单原位替换过程。

例如:

define PI 3.14159

int r = 25;

double s = rrPI; // 预处理器直接替换PI为3.14159

r = 30;

s = rrPI; // 同样替换,如果需要修改PI精度,直接修改一处即可

第三种方式,const关键字定义常量,本质上是定义一个变量,该变量由const关键字修饰,第一次赋值以后,就不允许更改,如果更改,编译出错。

例如:

const double PI = 3.14159; // 只读变量PI,不可以修改

PI = 3.15; // 错误,编译错误

以上三种均能实现定义“常量”的功能,第一种简单容易理解使用,但是会造成代码可读性差(因为出现各种数值,没有起个有意义的名字),代码可修改性差(数值分散在程序中各个地方,无法统一修改数值)。第二种和第三种概念理解复杂些,使用过程中需要注意一些区别,容易出错。

define和const的区别如下:

1.编译器处理阶段

define是预处理器预处理阶段完成,const是编译器开始编译程序阶段完成,因此#define先于const处理。

2.语法语义方面

define是宏定义,特点是简单原位做替换,其定义的常量值没有类型限定,也不做类型检查,在出现宏名称的地方直接展开。

const是关键字,本质上会定义一个只读变量,不可以更改,编译是检查常量值的类型是否匹配。

例如:

define PI 3.14159

int r = 25;

double s = rrPI;

r = 30;

s = rrPI;

预处理完成以后的代码是:

int r = 25;

double s = rr3.14159;

r = 30;

s = rr3.14159;

define明显是直接替换,PI出现几次,其数值3.14159出现几次。

// 必须指定正确的类型

const double PI = 3.14159 ;

int r = 25;

double s = rrPI;

r = 30;

s = rrPI;

const明显是声明和定义一个变量,分配内存空间保存3.14159的数值,以后使用时和普通变量一样取值,但是无法对其进行赋值修改。

3.#define宏只做替换,不做表达式计算,如果#define定义的不是单个数值,而是一个常量表达式,建议加上圆括号,避免出错。

例如:定义常量表示每个元素的大小是int+double型大小之和。

define N sizeof(int) + sizeof(double)

int m = 100;

// 根据输入的m变量值计算总的空间大小

int total = m*N;

这是错误的,因为替换以后int total= m*sizeof(int) + sizeof(double);

正确写法是:

define N (sizeof(int) + sizeof(double))

展开以后:

int total = m*(sizeof(int) + sizeof(double));

使用const不存在以上问题,const会对表达式先计算。

const int N = sizeof(int) + sizeof(double);

int m = 100;

// 根据输入的m变量值计算总的空间大小

int total = m*N;

正确,编译时会对只读变量N计算初值,初值是常量表达式,计算结果赋值给N。

当然#define和const还有一些更细致的区别,主要涉及C语言编译实现原理,这里不再详细展开。

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