C++常量：保證變量值的不變性

一、常量的概念

C++中的常量是指在程序運行期間不會被改變的值，在程序中一旦定義了常量，其值就不能再改變。常量的作用是在程序中使用固定的值來提高代碼的可讀性和可維護性，並且也可以保證變量值的不變性。

C++中的常量可以分為以下兩類：

1. 字面常量：在程序中直接寫明的常量值，如整數、浮點數、字符、字符串等。
2. 符號常量：用於表示不能改變的值，在程序中使用標識符來代表常量，通常使用const關鍵字來定義。

// 字面常量示例
int num = 10;  // 整數常量
float pi = 3.14;  // 浮點數常量
char ch = 'a';  // 字符常量
string str = "Hello World!";  // 字符串常量

// 符號常量示例
const int MAX_NUM = 100;  // 最大數量
const float PI = 3.14159;  // 圓周率
const string GREETING = "Hello!";  // 問候語

二、符號常量的用法

符號常量是在程序中使用比較廣泛的一種常量，其用法可以從以下幾個方面來介紹。

1. 宏定義

宏定義是使用#define關鍵字來定義符號常量的方式，雖然在C++11之後，使用const關鍵字定義符號常量更加合理，但是在許多代碼中仍然可以看到宏定義的存在。宏定義的優點是定義簡單，可以用於定義一些簡單的值，如常用的數字常量。然而，宏定義並沒有類型，所以可能會發生類型錯誤。

// 使用宏定義定義符號常量
#define MAX_NUM 100
#define PI 3.14159
#define GREETING "Hello!"

int main() {
  int num = MAX_NUM;
  float pi = PI;
  string greeting = GREETING;
  return 0;
}

2. const關鍵字

使用const關鍵字定義符號常量是更加安全和合理的方式。const關鍵字定義的符號常量具有類型、作用域和命名空間，因此可以避免類型錯誤和命名衝突。

// 使用const關鍵字定義符號常量
const int MAX_NUM = 100;
const float PI = 3.14159;
const string GREETING = "Hello!";

int main() {
  int num = MAX_NUM;
  float pi = PI;
  string greeting = GREETING;
  return 0;
}

3. 枚舉類型

枚舉類型是一種特殊的類型，它可以使用enum關鍵字來定義一組常量。枚舉類型中定義的每個常量都有一個相應的整數值，這個整數值可以自動賦值，如果需要可以手動賦值。

// 使用枚舉類型定義符號常量
enum COLOR {RED, GREEN, BLUE};  // 自動賦值

enum WEEKDAY {
  MONDAY = 1,
  TUESDAY = 2,
  WEDNESDAY = 3,
  THURSDAY = 4,
  FRIDAY = 5,
  SATURDAY = 6,
  SUNDAY = 7
};  // 手動賦值

int main() {
  COLOR color = RED;
  WEEKDAY today = MONDAY;
  return 0;
}

三、常量的好處

使用常量的好處是顯而易見的，主要表現在以下幾個方面。

1. 提高程序可讀性

在程序中使用常量可以提高程序的可讀性，降低維護成本。因為常量的命名通常是有意義的，可以使代碼更加易於理解、修改和調試。

2. 保證代碼的穩定性

使用常量可以保證程序的穩定性，因為它可以防止意外的修改。通過使用常量，一旦變量值確定，就不能再被修改，從而讓程序更加可靠，減少出錯的概率。

3. 提高代碼的靈活性

使用常量可以提高程序的靈活性。如果一個程序中使用了很多具體的常量值，如果需要修改其中一個常量值，就需要修改程序中的所有相關代碼。如果使用了常量，只需要修改常量的值，就可以達到修改程序的目的。

四、總結

C++中常量的作用是保證變量值的不變性，在程序中使用常量可以提高代碼的可讀性和可維護性，同時也可以保證程序的穩定性和靈活性。在定義符號常量時，推薦使用const關鍵字，並為常量命名，這樣可以充分發揮常量的優勢，並避免出現類型錯誤和命名衝突。