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标  题: 星星流讲座 0039
发信站: ☆清华电机☆ (Thu Jul 13 19:31:40 1995)

第 6 讲之 0            常数与定字
                        Topic: Constants and Literal

什麽叫做常数 (constant) 呢？相对於变数是可变动的资料而言，常数就是
不会变动的资料。例如圆周率π就是常见的数学常数。

定义常数的方法有两种：

第一种方法是使用 #define 叙述，例如：

        #define Pi      3.1415926
        #define BELL    '\007'
        #define str     "Hello, world\n"

我们前面提到过，以 # 开头的命令叫做编译指示 (compiler directives)，
所以 #define 也是一种编译指示。由我们上面的例子中可以看到常数不限任
何资料型态都可以是常数，你可以定义常数的数值、字元或字串。

第二种方法是使用 const 修饰子，例如：

        const double Pi = 3.1415926;
        const char BELL = '\007';
        const char str[] = "Hello, world\n";

我们可以看到 str 这个字元阵列的元素数目并未给定，这是因为若是 compiler
在编译时就可以算出这个阵列的大小，那我们就可以省略阵列的元素个数。
以 const 宣告的数，通常是在宣告时同时给定初值，之後所有对这个数的更
动均视为错误。

应用常数最常见的问题有三个：第一个是到底要用 #define 或是 const？
第二个是 const string (literal) 的设定，第三个是若是函数参数为常数
型态的指标又如何？

我们先来解决第一个问题：到底要用 #define 或是 const？

答案是用 const。为什麽？理由是因为使用 const 的话，compiler 才能
防止错误地使用常数。我们说过 #define 是一种编译指示，而编译指示是
以下图的方式被处理的：

                        原始码 (source code)
                          ↓
           + - - - - - - - - - - - - - - +
           | 前置处理程式 (preprocessor) |
           |              ↓ 扩张後的码  |
           | 编译程式 (compiler)         |
           |              ↓             |
           | 最佳化程式 (optimizer)      |
           + - - - - - - - - - - - - - - +
                          ↓
                        中间码 (intermediate code)

原始码由前置处理程式处理之後，变成扩张後的码 (expanded source)，
然後才丢给 compiler 去编译。前置处理程式是 cpp (C PreProcessor)，
它也是由 gcc 偷偷地去呼叫的。前置处理程式会把所有的 #define 所产生
的常数直接代换进数值，也就是说像

        printf ("%f\n", Pi);

这一行叙述，经过 cpp 处理之後就会变成

        printf ("%f\n", 3.1415926);

这有什麽缺点呢？第一，cpp 并不会替你检查型态是否正确。第二，compiler
根本看不到 Pi 这个符号 (因为被代换掉了)，所以 compiler 产生出来的除
错资料也没有 Pi 这个符号，因此你若使用除错器来替你的程式侦错，也看不
到 Pi 这个符号，那意味著除错变的非常地麻烦。所以尽量使用 const 来代
替 #define。

第二个和第三个问题，留待下讲再叙。

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本文原作者为徐振家，原作刊载於星星神教总坛 ☆清华电机☆ test 板。
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