C++ 常量
关键要点
- 常量是 C++ 中值不可更改的变量，定义后保持不变。
- 主要类型包括字面常量（如数字、字符）、
const常量、constexpr常量、枚举常量和宏常量。 - 使用
const和constexpr定义常量更安全，推荐避免使用#define。 - 常量提高代码安全性、可读性，防止意外修改。
常量概述
常量是程序中固定值，在执行期间不会改变，常用于定义数学常数或配置参数。它们可以是基本数据类型，如整数、浮点数、字符、字符串或布尔值。以下是常量的主要定义方式和特点：
字面常量
- 直接出现在代码中的值，如
42（整数）、'a'（字符）、3.14（浮点数）。 - 不需要额外定义，编译器直接识别。
const 常量
- 使用
const关键字定义，如const int MAX = 100;。 - 必须在定义时初始化，值不可修改，具有类型安全性。
- 适合定义运行时或编译时确定的常量。
constexpr 常量
- 使用
constexpr关键字定义，如constexpr int SQUARE = 5 * 5;。 - 值必须在编译时确定，支持复杂表达式，适合编译时计算。
- C++11 和 C++14 有不同限制，C++14 更灵活。
枚举常量
- 使用
enum定义一组命名常量，如enum Color {RED, GREEN, BLUE};。 - 适合表示有限选项，值通常是整数。
宏常量
- 使用
#define定义，如#define PI 3.14159。 - 只是文本替换，无类型检查，不推荐使用，容易出错。
推荐使用
研究表明，const 和 constexpr 比 #define 更安全，编译器能进行类型检查，减少错误。特别是 constexpr 利用编译时计算，提升性能。
详细报告
C++ 中的常量是程序中值不可更改的数据，广泛用于定义固定值，如数学常数、配置参数等。以下是基于网络搜索结果（如“菜鸟教程”、“CSDN”等权威中文编程教程）进行整理和总结的详细分析，确保信息准确性和全面性。
背景与定义
常量是固定值，在程序执行期间不会改变，又称字面量。它们可以是任何基本数据类型，包括整型常量、浮点常量、字符常量、字符串常量和布尔常量。常量与变量类似，但值不可修改，常用于提高代码安全性、可读性和可维护性。
常量的类型
根据搜索结果，C++ 的常量类型包括以下几类：
1. 字面常量
- 直接出现在代码中的值，无需额外定义。
- 示例：
- 整数：
42、0x4b（十六进制）、0213（八进制）。 - 浮点数：
3.14159、314159E-5L。 - 字符：
'a'、'x'、转义序列如'\n'（换行）、'\t'（制表符）。 - 字符串：
"Hello, World!"，可以用\分割长字符串。 - 布尔值：
true、false（C++ 关键字，不应视为1和0）。
- 整数：
- 注意：字符常量可以是窄字符（如
'x'，存储在char）或宽字符（如L'x'，存储在wchar_t）。转义序列包括：\\：反斜杠\'：单引号\"：双引号\?：问号\a：警报\b：退格\f：换页\n：换行\r：回车\t：水平制表\v：垂直制表\ooo：1-3 个八进制数字\xhh...：十六进制数字。
2. const 常量
- 使用
const关键字定义，语法为const 类型 变量名 = 值。 - 示例：
const int MAX = 100;，const double PI = 3.14159;，const char NEWLINE = '\n';。 - 特点：
- 必须在定义时初始化，值不可修改。
- 具有数据类型，编译器进行类型安全检查。
- 作用域遵循变量声明位置（全局或局部）。
- 适合定义运行时或编译时确定的常量。
- 优势：相比
#define，const更安全，支持调试，推荐使用。
3. constexpr 常量
- 使用
constexpr关键字定义，语法为constexpr 类型 变量名 = 值。 - 示例：
constexpr int SQUARE = 5 * 5;，constexpr int FAC = fac(5);（假设fac是constexpr函数）。 - 特点：
- 值必须在编译时确定，支持复杂表达式。
- 可以修饰变量、函数和构造函数。
- C++11 限制：
constexpr函数必须有且只有一条return语句，参数和返回值必须是字面值，通常用三元运算符和递归实现。 - C++14 放宽限制：函数体可包含更多语句，如
if、for，只要返回值和参数是字面值即可。 - 示例：
constexpr int fac(int n) { return n == 1 ? 1 : n * fac(n - 1); }（递归阶乘）。
- 应用：用于
enum、switch案例、数组长度等需要编译时常量的场景。
4. 枚举常量
- 使用
enum定义一组命名常量，语法为enum 枚举名 {常量1, 常量2, ...};。 - 示例：
enum Color {RED, GREEN, BLUE};。 - 特点：本质上是整数类型，适合表示有限选项，如状态码。
5. 宏常量
- 使用
#define定义，语法为#define 标识符 值。 - 示例：
#define PI 3.14159，#define LENGTH 10。 - 特点：
- 属于预处理指令，仅进行文本替换，无类型检查。
- 可能导致意想不到的错误（如边界效应）。
- 作用域为全局，可能污染命名空间。
- 不推荐在 C++ 中使用，建议优先使用
const或constexpr。
常量定义方法的比较
以下表格总结了不同定义方法的特点：
| 方法 | 语法示例 | 类型安全 | 编译时计算 | 调试支持 | 推荐程度 |
|---|---|---|---|---|---|
#define | #define PI 3.14159 | 否 | 否 | 否 | 不推荐 |
const | const double PI=3.14159 | 是 | 部分支持 | 是 | 推荐 |
constexpr | constexpr int SQUARE=25 | 是 | 是 | 是 | 推荐 |
- #define vs const：
#define是宏定义，预编译时替换文本，无语法检查，容易出错。const有数据类型，编译器检查安全性，支持调试，推荐使用。- 示例：
#define PRICE 10（不推荐），const int PRICE = 10（推荐）。
- const vs constexpr：
const变量初始化可延迟到运行时，constexpr必须编译时初始化。constexpr适合需要编译时计算的场景，如模板参数、数组长度。- 示例：
const int a = 10;（运行时），constexpr int b = 10;（编译时）。
常量的作用和最佳实践
- 作用：
- 提高代码安全性，防止意外修改。
- 增强可读性，明确固定值用途。
- 便于维护，如全局修改常量值（如 PI 从 3.14 改为 3.14159）。
- 最佳实践：
- 优先使用
const或constexpr，避免#define。 - 常量名通常全大写，如
const int MAX_SIZE = 100;。 - 利用
constexpr进行编译时计算，提升性能。
- 优先使用
参考资源
以下是本报告引用的主要资源，供用户进一步学习：
总结
C++ 中的常量包括字面常量、const 常量、constexpr 常量、枚举常量和宏常量。其中，const 和 constexpr 是最常用的定义方法，const 提供类型安全性，constexpr 进一步支持编译时计算。理解常量的类型、定义方法和最佳实践，有助于编写更安全、更高效的 C++ 代码。