C++ 常量全面讲解

C++ 常量全面讲解

常量指程序运行期间值不能被修改 的量，C++ 分为字面常量 、const 常量、constexpr 常量、#define 宏常量、枚举常量几大类。

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一、字面常量（直接写出的值）

程序中直接书写的数值、字符、字符串，本身就是常量，无法修改。

1. 整型字面量

100;        // 十进制 int
012;        // 八进制（以 0 开头）
0x1A;       // 十六进制（以 0x/0X 开头）
100L;       // long 类型
100LL;      // long long 类型
100U;       // unsigned 无符号

2. 浮点字面量

3.14;       // double（默认）
3.14f;      // float 单精度
3.14L;      // long double

3. 字符 & 字符串字面量

'A';        // 字符常量，1字节
"hello";    // 字符串常量，末尾自带 '\0'
'\n';       // 转义字符常量

4. 布尔字面量

true;
false;

特点：没有变量名，只能直接使用，不可赋值修改。

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二、#define 宏常量（预处理常量）

C 语言风格，C++ 兼容，预处理阶段直接文本替换。

语法

#define 常量名  值

示例

#include <iostream>
#define PI 3.1415926
#define MAX_NUM 100

int main() {
    double r = 2;
    double s = PI * r * r;
    std::cout << s;
    // PI = 10;  // 报错，宏不能修改
    return 0;
}

优缺点

✅ 优点：使用简单，全局生效

❌ 缺点：

1. 无类型检查，只是纯文本替换，易出bug
2. 不具备作用域，全局污染
3. 无法调试

C++ 不推荐优先使用 ，优先用 const/constexpr。

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三、const 修饰常量（C++ 核心常用）

1. 基本语法

const 数据类型 常量名 = 值;

必须初始化，一旦定义，值永久不可修改。

基础示例

#include <iostream>
int main() {
    const int a = 10;
    // a = 20;  // 编译报错：const 常量不可修改

    const double PI = 3.14159;
    std::cout << PI;
    return 0;
}

2. const 作用域

• 局部 const：作用域仅限当前代码块
• 全局 const：默认仅当前文件可见（和普通全局变量不同）

3. 结合指针（高频考点）

区分 const 修饰指针本身 和 修饰指向的内容：

// 1. 常量指针：指向的值不可改，指针本身可改
const int* p1;
int x = 1, y = 2;
p1 = &x;
// *p1 = 100;  // 报错

// 2. 指针常量：指针本身不可改，指向的值可改
int* const p2 = &x;
*p2 = 100;
// p2 = &y;    // 报错

// 3. 双重 const：指针、指向的值都不可改
const int* const p3 = &x;

4. const 修饰函数参数/返回值

• 形参加 const：保证函数内不会修改实参内容

void func(const std::string& str) {
    // str = "abc"; 报错
}

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四、constexpr 常量（C++11 新增，编译期常量）

constexpr 表示编译阶段就能确定值 的常量，比单纯 const 语义更明确。

1. 基本用法

constexpr int NUM = 200;
constexpr double PI = 3.14159;

2. 和 const 的核心区别

1. const

   • 可以是编译期常量 ，也可以是运行时常量

   • 允许用变量初始化：

     int a = 10;
     const int b = a; // 运行时确定值

2. constexpr

   • 强制要求编译期确定值，只能用常量/常量表达式初始化

   • 可用于数组大小、模板参数等必须编译期求值的场景：

     constexpr int len = 10;
     int arr[len]; // 合法，C++ 要求数组大小为编译期常量

3. constexpr 函数（C++11 起）

函数也可声明为 constexpr，编译期就能计算结果：

constexpr int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
int arr[add(2,3)]; // 合法

总结：

• 单纯定义常量：C++11 及以后优先用 constexpr
• 仅做只读保护（运行时确定值）：用 const

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五、枚举常量 enum

用枚举定义一组相关整型常量。

1. 普通枚举

enum Color {
    RED,    // 默认 0
    GREEN,  // 1
    BLUE    // 2
};
// RED、GREEN、BLUE 都是整型常量
int a = RED;

2. 手动指定值

enum Num {
    ONE = 1,
    TEN = 10,
    HUNDRED = 100
};

3. 强类型枚举 enum class（C++11 推荐）

解决普通枚举隐式转 int、命名冲突问题：

enum class Week {
    MON, TUE, WED
};
Week w = Week::MON; // 必须加作用域

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六、const / #define / constexpr 对比表

方式	类型检查	作用域	求值时机	推荐度
#define	无	全局	预处理	不推荐
const	有	局部/文件	编译/运行	兼容旧代码
constexpr	有	局部/文件	编译期	C++11+首选

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七、补充规则

1. 常量定义后绝对不能赋值修改，编译直接报错；
2. 全局常量建议放在头文件，配合 const/constexpr 使用；
3. 数组、模板参数等场景，必须使用编译期常量 （constexpr 或字面量）；
4. 字符串常量存放在只读数据区，禁止通过指针修改内容。