「C系列」C 常量

文章目录

• 一、C 常量
• 二、C 整数常量
• 三、C 浮点常量
• 四、C 字符串常量
• 五、const 关键字
• • 1. 使用`const`修饰基本数据类型
  • 2. 使用`const`修饰指针
  • 3. 使用`const`修饰数组和函数参数
  • 4. `const`和宏的区别
  • 六、相关链接

    一、C 常量

    在C语言中，常量（Constants）是那些值在程序执行期间不会改变的量。常量可以是整数、浮点数、字符或字符串等。常量通常用于表示一些固定的值，如数学常数（如π或e）、物理常数（如光速c）或其他在程序中不应该改变的值。

    
    （图片来源网络，侵删）

    在C语言中，可以使用多种方式定义常量：

    1. #define 预处理指令：这是定义常量的最常见方法。使用 #define 可以为标识符（即常量名）分配一个值。这个值在编译时会被替换为其对应的值。

    #define PI 3.14159
    #define MAX_SIZE 100
    

    1. const 关键字：从C99标准开始，可以使用 const 关键字来声明常量。const 修饰的变量必须在声明时初始化，并且其值在程序执行期间不能被修改。

    const int DAYS_IN_WEEK = 7;
    const float GRAVITY = 9.81;
    

    注意：虽然 const 修饰的变量在逻辑上是常量，但在某些情况下（例如，作为数组的大小或函数参数），它们可能不能像 #define 定义的常量那样使用。

    3. 枚举（Enumerations）：枚举是一种用户定义的数据类型，允许你为整数值指定名称。虽然枚举值在逻辑上是常量，但它们在C语言中并不是真正的常量（即它们可以被赋值，但这通常是不推荐的）。

    enum Color { RED, GREEN, BLUE };
    

    在这种情况下，RED、GREEN和BLUE都是枚举常量，但它们的值通常是整数（从0开始）。

    4. 内联函数和宏：虽然这些不是真正的常量，但它们可以用于在编译时替换代码中的某些值或表达式。这种方法比使用简单的 #define 宏更灵活，因为它允许在替换时进行类型检查和参数检查。

    5. 只读变量：在某些情况下，你可能想要将一个变量的值设置为只读，以便在程序的其他部分中无法修改它。这可以通过将变量声明为 static 并将其初始化为一个值来实现，但这种方法并不是真正的常量，因为变量仍然可以在声明它的同一文件的其他函数中被修改。

    在选择使用哪种方法来定义常量时，你应该考虑你的具体需求、代码的可读性和可维护性。对于简单的常量值（如数学常数或物理常数），#define 或 const 通常是最合适的选择。对于需要更复杂逻辑或类型检查的情况，内联函数或宏可能更合适。

    二、C 整数常量

    在C语言中，整数常量是直接表示的整数数值，不需要任何变量来存储它们。整数常量可以是十进制、八进制或十六进制。以下是关于C语言中整数常量的详细信息：

    1. 十进制整数常量：这是最常见的整数常量形式，没有特定的前缀。它们只是由数字0-9组成的序列。

    int x = 123; // 123是一个十进制整数常量
    

    1. 八进制整数常量：八进制整数常量以数字0开始，后面跟着0-7的数字。

    int y = 0123; // 0123是一个八进制整数常量，等于十进制的83
    

    注意：在C99及以后的标准中，前缀0也可以用来表示一个八进制字面量，但在C89中，如果0后面跟着的字符不是八进制数字（0-7），则会导致编译错误。

    1. 十六进制整数常量：十六进制整数常量以0x或0X开始，后面跟着0-9的数字和A-F（或a-f）的字母。

    int z = 0xABC; // 0xABC是一个十六进制整数常量，等于十进制的2748
    

    1. 后缀：整数常量可以带有后缀来表示其类型。在C99及以后的标准中，可以使用U或u（对于无符号整数）和L或l（对于长整数）作为后缀。在C11中，还引入了LL或ll作为长长长整数的后缀。

    unsigned int a = 123U; // 123U是一个无符号整数常量
    long int b = 123L;     // 123L是一个长整数常量
    long long int c = 123LL; // 123LL是一个长长长整数常量
    

    1. 整数常量的类型：整数常量的实际类型取决于其值和上下文。例如，小的整数值可能默认为int类型，而大的整数值可能默认为long或long long类型。无符号整数常量可以通过添加U或u后缀来明确指定。
    2. 整数的范围：C语言中的整数常量可以表示很大的值，具体取决于编译器和平台。但是，如果整数常量超出了可以表示的范围，则可能导致编译错误或运行时错误（如果编译器没有捕获到这个问题）。

    当在代码中使用整数常量时，最好明确指定其类型（如果可能的话），以确保代码的可读性和可维护性。此外，还应该注意整数溢出的问题，确保整数常量在程序中的使用不会导致意外的结果。

    三、C 浮点常量

    在C语言中，浮点常量（也称为浮点数）用于表示有小数部分的数值。浮点常量可以是十进制表示法，也可以是科学记数法（也称为指数表示法）。以下是关于C语言中浮点常量的详细信息：

    1. 十进制浮点常量：浮点常量可以直接使用十进制数表示，包含整数部分、小数点和小数部分。

    float pi = 3.14159; // 3.14159是一个十进制浮点常量
    double largeNumber = 123456789.0123456789; // 另一个十进制浮点常量
    

    1. 科学记数法（指数表示法）：浮点常量也可以表示为尾数乘以基数（通常为10）的指数。在科学记数法中，尾数和指数之间用e或E分隔。

    float smallNumber = 1.23e-4; // 等于0.000123
    double bigNumber = 1.23E4;   // 等于12300.0
    

    在科学记数法中，e（或E）前面的数字是尾数，e（或E）后面的数字是指数。尾数是一个有效数字范围在1到10之间（不包括10）的浮点数，而指数是一个整数，表示基数（10）的幂次。

    1. 浮点常量的类型：浮点常量的默认类型是double，但如果你希望它是float类型，你可以在数值后面加上f或F后缀。

    float myFloat = 3.14f; // 3.14f是一个float类型的浮点常量
    double myDouble = 3.14; // 3.14是一个double类型的浮点常量（默认）
    

    请注意，虽然浮点常量可以隐式地转换为float类型（当它们被赋值给float类型的变量时），但直接写float类型的字面量（即带有f或F后缀的）可以提高代码的可读性和明确性。

    1. 浮点数的精度和范围：浮点数的精度和范围取决于它们的类型（float或double）以及具体的实现（编译器和硬件）。一般来说，double类型比float类型具有更高的精度和更大的范围。然而，由于浮点数的表示方式（基于二进制），它们可能无法精确地表示所有的十进制小数。因此，在进行浮点数运算时，需要特别注意精度问题。
    2. 特殊浮点值：C语言还支持一些特殊的浮点值，如正无穷大（INFINITY）、负无穷大（-INFINITY）和非数字（NAN，表示“不是一个数字”的结果，如0除以0）。这些值在头文件中定义，并且主要用于浮点数的比较和错误处理。

    四、C 字符串常量

    在C语言中，字符串常量是由双引号 (") 包围的一系列字符，包括字母、数字、标点符号和特殊字符。字符串常量以空字符（\0）作为结尾，这是由编译器自动添加的，用于标记字符串的结束。

    下面是一个字符串常量的例子：

    const char *str = "Hello, World!";
    

    在这个例子中，"Hello, World!" 是一个字符串常量，它被存储在只读内存区域（通常是程序的文本段或数据段）。const char *str 是一个指向这个字符串常量的指针，const 关键字表明这个指针指向的内容（即字符串常量本身）是不可修改的。

    虽然字符串常量本身是不可修改的，但你可以通过指针来操作字符串的副本（即，你可以创建一个字符数组，并将字符串常量复制到该数组中，然后修改该数组的内容）。

    char buffer[14]; // 足够存储 "Hello, World!" 和一个额外的 '\0' 字符
    strcpy(buffer, "Hello, World!"); // 使用 strcpy 函数将字符串常量复制到 buffer 中
    buffer[7] = ','; // 修改 buffer 中的字符（但不影响原始的字符串常量）
    

    注意，strcpy 函数是一个标准库函数，它定义在 头文件中。在使用它之前，你需要包含这个头文件。

    字符串常量在C语言中实际上是一个字符数组，但它的内容是不可变的。编译器通常会将字符串常量存储在程序的只读数据段中，以节省空间并防止程序意外地修改这些常量。试图修改一个字符串常量（例如，通过解引用指向它的指针并尝试改变其内容）会导致未定义的行为，并且很可能会导致程序崩溃。

    字符串常量在C语言中并不是真正的数据类型，但它们经常被用作字符数组或字符指针的初始值。当你声明一个字符数组或字符指针并给它赋一个字符串常量时，你实际上是在让这个数组或指针指向存储该字符串常量的内存位置。

    五、const 关键字

    在C语言中，const关键字用于指定一个变量的值是不可变的，即它是一个常量。const可以用于修饰多种数据类型，包括基本数据类型（如int、float、char等）、指针类型以及更复杂的数据结构。

    1. 使用const修饰基本数据类型

    const int x = 10; // x 是一个整型常量，其值不能被修改
    

    在这个例子中，x被声明为一个const int，这意味着一旦它被初始化，它的值就不能再被改变。尝试修改x的值将会导致编译错误。

    2. 使用const修饰指针

    当const用于修饰指针时，有两种可能的解释，取决于const的位置：

    1. 指向常量的指针：指针指向的内容是不可变的。

    const int *ptr = &x; // ptr 是一个指向整型常量的指针，不能通过 ptr 修改 x 的值
    // *ptr = 20; // 这行代码会编译失败，因为不能通过 ptr 修改 x 的值
    

    1. 常量指针：指针本身的值（即它所指向的地址）是不可变的，但指针指向的内容可以被修改（除非内容本身也被声明为const）。

    int y = 20;
    int *const ptr2 = &y; // ptr2 是一个常量指针，指向整型变量 y
    // ptr2 = &x; // 这行代码会编译失败，因为不能改变 ptr2 所指向的地址
    *ptr2 = 30; // 这行代码是合法的，可以通过 ptr2 修改 y 的值
    

    注意：const既可以修饰指针指向的内容，也可以修饰指针本身，具体取决于const在声明中的位置。如果const在*之前，那么指针指向的内容是不可变的；如果const在*之后（或者在指针声明符的最右侧），那么指针本身的值是不可变的。

    3. 使用const修饰数组和函数参数

    const也可以用于修饰数组和函数参数，以确保这些值在函数内部不会被修改。

    void printArray(const int arr[], int size) {
        // 在这个函数内部，你不能修改 arr 数组中的任何元素
        // ...
    }
    const int myArray[] = {1, 2, 3, 4, 5}; // myArray 是一个包含常量的数组
    

    在这个例子中，printArray函数的参数arr是一个指向整型常量的指针，这意味着在函数内部不能修改arr指向的数组元素。同样，myArray数组被声明为包含常量，所以它的元素也不能被修改。

    4. const和宏的区别

    虽然const和宏（通常使用#define定义）都可以用来定义常量，但它们之间有一些重要的区别：

    • 类型检查：const常量具有类型，因此编译器可以进行类型检查。而宏只是简单的文本替换，没有类型信息。
    • 作用域：const常量具有明确的作用域（例如，在函数内部或全局范围内），而宏的作用域通常是文件级别的（除非它们被定义为static）。
    • 存储方式：const常量通常存储在程序的只读数据段中，而宏在编译时被直接替换为相应的值。
    • 调试：由于const常量具有类型和作用域，因此它们更容易在调试过程中被识别和跟踪。而宏在编译后就不再存在，因此可能更难以调试。

      六、相关链接

      1. Visual Studio Code下载地址
      2. Sublime Text下载地址
      3. 「C系列」C 简介
      4. 「C系列」C 基本语法
      5. 「C系列」C 数据类型
      6. 「C系列」C 变量及常见问题梳理