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C++常量知识点汇总
编程小白也能看懂的常量详解，包含基础概念、使用方法和实用示例
常量基础概念
什么是常量？
常量就是程序运行过程中值不会改变的量。想象一下数学中的π(3.14159…)就是一个常量，它的值固定不变。
为什么使用常量？
- 提高可读性：给固定值一个有意义的名称
- 避免魔法数字：消除代码中含义不明的数字
- 提高安全性：防止意外修改重要数据
- 优化性能：编译器可以对常量进行优化
C++中的常量类型
- 字面常量（Literal Constants）
- const常量（使用const关键字）
- constexpr常量（C++11引入）
- 枚举常量（Enum Constants）
- 宏常量（#define，不推荐）
编程小贴士： 现代C++编程中，优先使用const和constexpr替代#define宏定义常量，因为宏不进行类型检查且容易出错。
字面常量
字面常量是直接在代码中写出的固定值：
// 整数字面常量
42, -7, 0x2A (十六进制), 052 (八进制)
// 浮点字面常量
3.14, -0.5f, 1.23e5
// 字符字面常量
‘A’, ‘\n’, ‘\x41’
// 字符串字面常量
“Hello, World!”, “C++”
42, -7, 0x2A (十六进制), 052 (八进制)
// 浮点字面常量
3.14, -0.5f, 1.23e5
// 字符字面常量
‘A’, ‘\n’, ‘\x41’
// 字符串字面常量
“Hello, World!”, “C++”
字面常量后缀
可以通过后缀指定字面常量的类型：
- u/U：unsigned（无符号）
- l/L：long（长整型）
- f/F：float（单精度浮点）
- ll/LL：long long（长长整型）
123u // unsigned int
3.14f // float
42ll // long long
3.14f // float
42ll // long long
const常量
const关键字用于定义常量，一旦定义后值不可修改：
// 基本数据类型常量
const int MAX_SIZE = 100;
const double PI = 3.14159;
const char NEWLINE = ‘\n’;
// 常量必须初始化
const int MIN_VALUE; // 错误！常量必须初始化
// 尝试修改常量会导致编译错误
MAX_SIZE = 200; // 错误！不能修改常量
const int MAX_SIZE = 100;
const double PI = 3.14159;
const char NEWLINE = ‘\n’;
// 常量必须初始化
const int MIN_VALUE; // 错误！常量必须初始化
// 尝试修改常量会导致编译错误
MAX_SIZE = 200; // 错误！不能修改常量
const与指针
const和指针结合使用有几种不同方式：
指向常量的指针
指针指向的值不能修改
const int* ptr = &var;
*ptr = 10; // 错误！
*ptr = 10; // 错误！
常量指针
指针本身不能修改
int* const ptr = &var;
ptr = &other; // 错误！
ptr = &other; // 错误！
指向常量的常量指针
两者都不能修改
const int* const ptr = &var;
*ptr = 10; // 错误！
ptr = &other; // 错误！
*ptr = 10; // 错误！
ptr = &other; // 错误！
constexpr常量 (C++11)
constexpr 是C++11引入的关键字，用于在编译时计算表达式的值：
constexpr int arraySize = 10; // 编译时常量
int myArray[arraySize]; // 正确
// constexpr函数
constexpr int square(int x) {
return x * x;
}
constexpr int squaredValue = square(5); // 编译时计算
int myArray[arraySize]; // 正确
// constexpr函数
constexpr int square(int x) {
return x * x;
}
constexpr int squaredValue = square(5); // 编译时计算
const vs constexpr
| 特性 | const | constexpr |
|---|---|---|
| 初始化时机 | 运行时或编译时 | 必须在编译时 |
| 用于数组大小 | 需要静态const | 可以直接使用 |
| 函数 | 不能用于函数 | 可以定义constexpr函数 |
| C++标准 | C++98 | C++11 |
枚举常量
枚举(enum)提供了一种创建命名常量集合的方式：
// 传统枚举 (C++98)
enum Color {
RED, // 默认为0
GREEN, // 1
BLUE // 2
};
// 强类型枚举 (C++11)
enum class Direction {
UP,
DOWN,
LEFT,
RIGHT
};
// 使用枚举常量
Color c = RED;
Direction d = Direction::UP;
enum Color {
RED, // 默认为0
GREEN, // 1
BLUE // 2
};
// 强类型枚举 (C++11)
enum class Direction {
UP,
DOWN,
LEFT,
RIGHT
};
// 使用枚举常量
Color c = RED;
Direction d = Direction::UP;
枚举的优点
- 提高代码可读性
- 避免使用魔法数字
- 类型安全（特别是enum class）
- 编译器检查有效性
常量成员函数
在类中，常量成员函数承诺不会修改类的成员变量：
class Circle {
private:
double radius;
public:
Circle(double r) : radius(r) {}
// 常量成员函数
double getArea() const {
return 3.14159 * radius * radius;
}
// 非常量成员函数
void setRadius(double r) {
radius = r;
}
};
// 使用
const Circle small(5.0);
double area = small.getArea(); // 正确
small.setRadius(10.0); // 错误！常量对象只能调用常量成员函数
private:
double radius;
public:
Circle(double r) : radius(r) {}
// 常量成员函数
double getArea() const {
return 3.14159 * radius * radius;
}
// 非常量成员函数
void setRadius(double r) {
radius = r;
}
};
// 使用
const Circle small(5.0);
double area = small.getArea(); // 正确
small.setRadius(10.0); // 错误！常量对象只能调用常量成员函数
重要规则： 常量对象（const对象）只能调用常量成员函数，不能调用非常量成员函数。
常量使用最佳实践
const优先
避免宏
constexpr优化
enum代替数字
常量成员函数
- 默认使用const声明不会改变的值
- 在编译期能确定的常量使用constexpr提高性能
- 避免使用#define定义常量（缺乏类型检查和作用域）
- 使用enum class代替传统enum（避免命名冲突）
- 对于不会修改对象状态的成员函数声明为const
- 函数参数中，如果不希望参数被修改，使用const引用或const指针
“合理使用常量是编写健壮、可维护C++代码的关键。它不仅能防止意外修改，还能向其他开发者传达你的设计意图。”