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详解const和#define

目录

一、const 与 #define的区别

二、常量定义规则

三、类中的常量


一、const 与 #define的区别

(1) 编译器处理方式不同

  define宏是在预处理阶段展开。

  const常量是编译、运行阶段使用。

(2) 类型和安全检查不同

  define宏没有类型,不做任何类型检查,仅仅是展开,存在边界的错误。

  const常量有具体的类型,在编译阶段会执行类型检查。

(3) 存储方式不同

  define宏仅仅是展开,有多少地方使用,就展开多少次,不会分配内存,它定义的宏常量在内存中有若干个备份,占用代码段空间。

  const常量在程序运行过程中只有一份备份,占用数据段空间,会在内存中分配(可以是堆中也可以是栈中)。

(4)const  可以节省空间,避免不必要的内存分配。 例如:  
        #define PI 3.14159 //常量宏  
        const doulbe Pi=3.14159; //此时并未将Pi放入ROM中 ......  
        double i=Pi; //此时为Pi分配内存,以后不再分配!  
        double I=PI; //编译期间进行宏替换,分配内存  
        double j=Pi; //没有内存分配  
        double J=PI; //再进行宏替换,又一次分配内存!  
const定义常量从汇编的角度来看,只是给出了对应的内存地址,而不是象#define一样给出的是立即数,所以,const定义的常量在程序运行过程中只有一份拷贝,而 #define定义的常量在内存中有若干个拷贝。 
(5) 提高了效率:

         编译器通常不为普通const常量分配存储空间,而是将它们保存在符号表中,这使得它成为一个编译期间的常量,没有了存储与读内存的操作,使得它的效率也很高。

(6)从代码调试的方便程度而言:

        const常量可以进行调试的,define是不能进行调试的,因为在预编译阶段就已经替换掉了。

(7)从是否可以再定义的角度而言:

        const不足的地方,是与生俱来的,const不能重定义;

        而#define可以通过#undef取消某个符号的定义,再重新定义。

(8)从某些特殊功能而言:

        define可以用来防止头文件重复引用,而const不能。

(9)从用于类中来看:

        const用于类成员变量的定义,只要一定义,不可修改;

        define 不可用于类成员变量的定义,但是可以用于全局变量。

(10)const采用一个普通的常量名称,define可以采用表达式作为名称;

二、常量定义规则

l 【规则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。

l  【规则5-3-1】需要对外公开的常量放在头文件中,不需要对外公开的常量放在定义文件的头部。为便于管理,可以把不同模块的常量集中存放在一个公共的头文件中。

l  【规则5-3-2】如果某一常量与其它常量密切相关,应在定义中包含这种关系,而不应给出一些孤立的值。

例如:

const  float   RADIUS = 100;

const  float   DIAMETER = RADIUS * 2;

三、类中的常量

有时我们希望某些常量只在类中有效。由于#define定义的宏常量是全局的,不能达到目的,于是想当然地觉得应该用const修饰数据成员来实现。const数据成员的确是存在的,但其含义却不是我们所期望的。const数据成员只在某个对象生存期内是常量,而对于整个类而言却是可变的,因为类可以创建多个对象,不同的对象其const数据成员的值可以不同。

    不能在类声明中初始化const数据成员。以下用法是错误的,因为类的对象未被创建时,编译器不知道SIZE的值是什么。    

class A
    {…
        const int SIZE = 100; // 错误,企图在类声明中初始化const数据成员
        int array[SIZE];       // 错误,未知的SIZE
    };

const数据成员的初始化只能在类构造函数的初始化表中进行,例如 

class A
    {…
        A(int size);       // 构造函数
        const int SIZE ;  
    };
    A::A(int size) : SIZE(size) // 构造函数的初始化表
    {
      …
    }
    A  a(100);  // 对象 a 的SIZE值为100
    A  b(200);  // 对象 b 的SIZE值为200

 怎样才能建立在整个类中都恒定的常量呢?别指望const数据成员了,应该用类中的枚举常量来实现。例如  

class A
    {…
        enum { SIZE1 = 100, SIZE2 = 200}; // 枚举常量
        int array1[SIZE1];
        int array2[SIZE2];
    };

 枚举常量不会占用对象的存储空间,它们在编译时被全部求值。枚举常量的缺点是:它的隐含数据类型是整数,其最大值有限,且不能表示浮点数(如PI=3.14159)。sizeof(A) = 1200;其中枚举部长空间。

enum   EM { SIZE1 = 100, SIZE2 = 200}; // 枚举常量    sizeof(EM) = 4;

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