第5章 常量
常量是一種標識符，它的值在運行期間恒定不變。C語言用 #define來定義常量（稱為宏常量）。C++ 語言除了 #define外還可以用const來定義常量（稱為const常量）。
5.1 為什么需要常量
如果不使用常量，直接在程序中填寫數(shù)字或字符串，將會有什么麻煩？
（1） 程序的可讀性（可理解性）變差。程序員自己會忘記那些數(shù)字或字符串是什么意思，用戶則更加不知它們從何處來、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)生書寫錯誤。
（3） 如果要修改數(shù)字或字符串，則會在很多地方改動，既麻煩又容易出錯。
l 【規(guī)則5-1-1】 盡量使用含義直觀的常量來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語言的宏常量 */
const int MAX = 100; // C++ 語言的const常量
const float PI = 3.14159; // C++ 語言的const常量
5.2 const 與 #define的比較
C++ 語言可以用const來定義常量，也可以用 #define來定義常量。但是前者比后者有更多的優(yōu)點：
（1） const常量有數(shù)據(jù)類型，而宏常量沒有數(shù)據(jù)類型。編譯器可以對前者進行類型安全檢查。而對后者只進行字符替換，沒有類型安全檢查，并且在字符替換可能會產(chǎn)生意料不到的錯誤（邊際效應）。
（2） 有些集成化的調(diào)試工具可以對const常量進行調(diào)試，但是不能對宏常量進行調(diào)試。
l 【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
l 【規(guī)則5-3-1】需要對外公開的常量放在頭文件中，不需要對外公開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公共的頭文件中。
l 【規(guī)則5-3-2】如果某一常量與其它常量密切相關(guān)，應在定義中包含這種關(guān)系，而不應給出一些孤立的值。
例如：
const float RADIUS = 100;
const float DIAMETER = RADIUS * 2;
5.4 類中的常量
有時我們希望某些常量只在類中有效。由于#define定義的宏常量是全局的，不能達到目的，于是想當然地覺得應該用const修飾數(shù)據(jù)成員來實現(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)成員只在某個對象生存期內(nèi)是常量，而對于整個類而言卻是可變的，因為類可以創(chuàng)建多個對象，不同的對象其const數(shù)據(jù)成員的值可以不同。
不能在類聲明中初始化const數(shù)據(jù)成員。以下用法是錯誤的，因為類的對象未被創(chuàng)建時，編譯器不知道SIZE的值是什么。
class A
{…
const int SIZE = 100; // 錯誤，企圖在類聲明中初始化const數(shù)據(jù)成員
int array[SIZE]; // 錯誤，未知的SIZE
};
const數(shù)據(jù)成員的初始化只能在類構(gòu)造函數(shù)的初始化表中進行，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); // 對象 a 的SIZE值為100
A b(200); // 對象 b 的SIZE值為200
怎樣才能建立在整個類中都恒定的常量呢？別指望const數(shù)據(jù)成員了，應該用類中的枚舉常量來實現(xiàn)。例如
class A
{…
enum { SIZE1 = 100, SIZE2 = 200}; // 枚舉常量
int array1[SIZE1];
int array2[SIZE2];
};
枚舉常量不會占用對象的存儲空間，它們在編譯時被全部求值。枚舉常量的缺點是：它的隱含數(shù)據(jù)類型是整數(shù)，其值有限，且不能表示浮點數(shù)（如PI=3.14159）。
常量是一種標識符，它的值在運行期間恒定不變。C語言用 #define來定義常量（稱為宏常量）。C++ 語言除了 #define外還可以用const來定義常量（稱為const常量）。
5.1 為什么需要常量
如果不使用常量，直接在程序中填寫數(shù)字或字符串，將會有什么麻煩？
（1） 程序的可讀性（可理解性）變差。程序員自己會忘記那些數(shù)字或字符串是什么意思，用戶則更加不知它們從何處來、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)生書寫錯誤。
（3） 如果要修改數(shù)字或字符串，則會在很多地方改動，既麻煩又容易出錯。
l 【規(guī)則5-1-1】 盡量使用含義直觀的常量來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語言的宏常量 */
const int MAX = 100; // C++ 語言的const常量
const float PI = 3.14159; // C++ 語言的const常量
5.2 const 與 #define的比較
C++ 語言可以用const來定義常量，也可以用 #define來定義常量。但是前者比后者有更多的優(yōu)點：
（1） const常量有數(shù)據(jù)類型，而宏常量沒有數(shù)據(jù)類型。編譯器可以對前者進行類型安全檢查。而對后者只進行字符替換，沒有類型安全檢查，并且在字符替換可能會產(chǎn)生意料不到的錯誤（邊際效應）。
（2） 有些集成化的調(diào)試工具可以對const常量進行調(diào)試，但是不能對宏常量進行調(diào)試。
l 【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
l 【規(guī)則5-3-1】需要對外公開的常量放在頭文件中，不需要對外公開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公共的頭文件中。
l 【規(guī)則5-3-2】如果某一常量與其它常量密切相關(guān)，應在定義中包含這種關(guān)系，而不應給出一些孤立的值。
例如：
const float RADIUS = 100;
const float DIAMETER = RADIUS * 2;
5.4 類中的常量
有時我們希望某些常量只在類中有效。由于#define定義的宏常量是全局的，不能達到目的，于是想當然地覺得應該用const修飾數(shù)據(jù)成員來實現(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)成員只在某個對象生存期內(nèi)是常量，而對于整個類而言卻是可變的，因為類可以創(chuàng)建多個對象，不同的對象其const數(shù)據(jù)成員的值可以不同。
不能在類聲明中初始化const數(shù)據(jù)成員。以下用法是錯誤的，因為類的對象未被創(chuàng)建時，編譯器不知道SIZE的值是什么。
class A
{…
const int SIZE = 100; // 錯誤，企圖在類聲明中初始化const數(shù)據(jù)成員
int array[SIZE]; // 錯誤，未知的SIZE
};
const數(shù)據(jù)成員的初始化只能在類構(gòu)造函數(shù)的初始化表中進行，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); // 對象 a 的SIZE值為100
A b(200); // 對象 b 的SIZE值為200
怎樣才能建立在整個類中都恒定的常量呢？別指望const數(shù)據(jù)成員了，應該用類中的枚舉常量來實現(xiàn)。例如
class A
{…
enum { SIZE1 = 100, SIZE2 = 200}; // 枚舉常量
int array1[SIZE1];
int array2[SIZE2];
};
枚舉常量不會占用對象的存儲空間，它們在編譯時被全部求值。枚舉常量的缺點是：它的隱含數(shù)據(jù)類型是整數(shù)，其值有限，且不能表示浮點數(shù)（如PI=3.14159）。