6.1 常量的定义魔法

“小朋友们，让我们先来认识一下什么是常量。” 我拿起粉笔，在黑板上写道。

6.1.1 使用#define定义常量

// 使用#define预处理指令定义常量
#define PI 3.14159
#define DAYS_PER_WEEK 7
#define HOURS_PER_DAY 24
#define SPEED_OF_LIGHT 300000000
#define EARTH_RADIUS 6371  // 地球半径（千米）

// 使用常量计算
int total_hours = DAYS_PER_WEEK * HOURS_PER_DAY;
double circumference = 2 * PI * EARTH_RADIUS;

[图片：展示#define定义常量的语法和使用方法]

小明举手问道：”小C老师，为什么要用常量呢？直接写数字不行吗？”

“好问题！” 我笑着说，”让我们来看看使用常量的好处：”

1. 提高代码可读性
2. 方便统一修改
3. 避免输入错误
4. 使程序更专业

[图片：展示使用常量和不使用常量的代码对比]

练习题：

1. 选择题：下面哪种常量定义是正确的？
   A. #define PI = 3.14159
   B. #define 3.14159 PI
   C. #define PI 3.14159
   D. define PI 3.14159

正确答案：C
解析：#define定义常量的正确格式是”#define 常量名 常量值”，不需要等号，必须以#开头。

2. 判断题：#define定义的常量可以在程序运行时修改其值。

正确答案：×
解析：#define是预处理指令，在编译前就会进行文本替换，其值不能被修改。

6.1.2 使用const定义常量

“除了#define，我们还有另一种定义常量的魔法！” 我继续讲解道。

// 使用const定义整数常量
const int MAX_SCORE = 100;
const int MIN_SCORE = 0;
const int PASSING_SCORE = 60;

// 使用const定义小数常量
const double PI = 3.14159;
const double GRAVITY = 9.81;

// 同时定义多个相关的常量
const int HOURS = 24;
const int MINUTES = 60;
const int SECONDS = 60;

[图片：展示const和#define的对比]

const和#define的主要区别:

1. 编译处理阶段
   • #define是预处理器指令,在预处理阶段进行简单的文本替换
   • const是编译器处理的声明,会做类型检查
2. 内存分配
   • #define定义的常量不分配内存
   • const常量需要分配内存空间
3. 类型检查
   • #define无类型检查,可能导致错误
   • const有类型检查,更安全
4. 作用域
   • #define的作用域从定义处到文件结束或#undef
   • const遵循块作用域规则
5. 调试
   • #define的值在预处理阶段被替换,调试时看不到原名
   • const常量可以在调试时看到名字

[图片：图解const和#define的五个主要区别]

练习题：

1. 选择题：以下哪种const常量定义是正确的？
   A. const MAX = 100;
   B. const int MAX;
   C. const int MAX = 100;
   D. const 100 = MAX;

正确答案：C
解析：const常量定义时必须指定类型，且必须立即初始化。

2. 判断题：const定义的常量比#define更节省内存空间。

正确答案：√
解析：const常量只会在内存中存储一份，而#define会在每处使用时进行文本替换。

6.1.3 常量的命名规则

小丽问道：”小C老师，常量的名字要怎么取呢？”

[图片：展示常量命名规则的示例]

• 基本规则与变量命名相同(字母、数字、下划线组成,首字符不能是数字)
• 特殊要求:
  • 通常全部大写
  • 多个单词用下划线分隔
  • 名称应当具有描述性

// 推荐的命名方式
#define MAX_SCORE 100        // 使用大写字母
#define SPEED_OF_LIGHT 300000    // 多个词间用下划线连接
#define PI 3.14159          // 简短名称可以直接大写

const int MAX_LENGTH = 1000;     // 使用大写字母
const double GRAVITY = 9.8;      // 物理常量大写
const char* ERROR_MSG = "Error"; // 多词用下划线分隔

// 不推荐的命名方式
#define score 100              // ❌ 不要用小写
#define S 100                  // ❌ 名称太短，含义不明
#define MaxScore 100           // ❌ 不要使用驼峰命名

const int maxSize = 50;        // ❌ 不要用小写或驼峰
const float g = 9.8;           // ❌ 变量名太短，不清晰
const char* errMsg = "Error";  // ❌ 应该全部大写

命名规则总结：

1. 使用大写字母
2. 用下划线分隔单词
3. 名称要有实际含义
4. 避免过长或过短
5. 不要以数字开头

[图片：图解常量命名的好坏对比]

练习题：

1. 选择题：以下哪个常量命名最符合规范？
   A. studentMaxScore
   B. Student_Max_Score
   C. STUDENT_MAX_SCORE
   D. STUDENTMAXSCORE

正确答案：C
解析：常量应该全部大写，多个单词用下划线分隔。

2. 判断题：常量名可以包含数字，但不能以数字开头。

正确答案：√
解析：和变量命名规则类似，常量名可以包含字母、数字和下划线，但必须以字母或下划线开头。

6.1.4 常量的默认值和类型

“小朋友们，不同类型的常量会有不同的默认值哦！” 我指着黑板说道。

[图片：展示不同类型常量的默认值和存储方式]

// 整数常量
#define INT_CONSTANT 42     // 默认为int类型
#define LONG_CONSTANT 42L   // 指定为long类型
#define MAX_VALUE 2147483647  // int类型的最大值

// 浮点数常量
#define PI 3.14159         // 默认为double类型
#define FLOAT_PI 3.14159F  // 指定为float类型

// 字符常量
#define NEWLINE 'n'       // 字符常量用单引号
#define TAB 't'           // 制表符

[图片：展示不同类型常量的使用场景]

练习题：

1. 选择题：下列哪个常量定义具有不同的数据类型？ A. #define NUM1 42 B. #define NUM2 42L C. #define NUM3 -42 D. #define NUM4 42

正确答案：B 解析：NUM2后面的L表示这是一个long类型的常量，而其他都是默认的int类型。

1. 判断题：在C++中，3.14和3.14F是相同的数据类型。

正确答案：× 解析：3.14默认为double类型，而3.14F是float类型，它们的精度和存储空间都不同。