C - 常量

在 C 語言中，常量是指分配給記憶體中某個位置的使用者自定義名稱，其值一旦聲明後便無法修改。這與 C 語言中的變數形成對比，變數也是一個命名記憶體位置，但其值在程式碼執行過程中可以更改。

建議在程式中定義一個常量並使用它，而不是重複使用硬編碼值。C 程式中的常量通常用於引用一個值，如果該值在程式中重複使用，則可能容易出錯，同時其值不太可能發生變化。

例如，數學常數 PI 的值為一個高精度浮點數 3.14159265359，如果它可能頻繁出現，則將其宣告為常量並使用其名稱。

我們可以將 C 語言中的常量視為只讀變數，因為它的值只能隨後使用，而不能修改。

您可以透過以下兩種方式之一在 C 程式中宣告常量：

使用 const 關鍵字
使用 #define 指令

讓我們瞭解一下在 C 語言中宣告常量的這兩種方法。

使用 const 關鍵字定義常量

宣告常量的語法如下：

const type NAME = val;

例如：

const float PI = 3.14159265359;

現在，我們可以在任何表示式中使用 PI，就像使用任何變數一樣。

示例

請看下面的示例：

#include <stdio.h>

int main(){
   const float PI = 3.14159265359;
   float radius = 5;
   float area = PI*radius*radius;
   printf ("area: %f", area);
   return 0;
}

輸出

執行此程式碼後，您將獲得以下輸出：

area: 78.539818

但是，禁止更改常量的值。以下語句會導致編譯器錯誤：

const float PI = 3.14159265359;
PI=22/7;

在這裡，您將收到以下錯誤訊息：

error: assignment of read-only variable 'PI'

對於變數，您可以宣告一個變數並在程式後面的某個位置為其賦值，但是對於常量，您不能使用相同的流程。

您可以在 C 語言中宣告一個常量而不為其賦值。但是，當您嘗試在之後為其賦值時，編譯器會丟擲錯誤。

const float PI;
PI = 3.14159265359;

在這裡，您將收到此錯誤訊息：

error: assignment of read-only variable 'PI'

注意：“sizeof” 返回 “size_t”。“size_t” 的無符號整數型別可能會因平臺而異。並且，它可能並非在所有地方都是 long unsigned int。在這種情況下，我們使用“%zu” 作為格式字串而不是“%d”。

這是因為編譯器在宣告時分配了一個隨機的垃圾值，您之後無法更改該值。因此，您必須同時宣告和初始化常量。

C 語言中的常量可以是任何資料型別，包括基本資料型別（如 int、float、char）和派生資料型別（如 struct）。

使用 #define 指令定義常量

使用#define 預處理器指令也是定義常量的一種有效方法。以下是其語法：

#define name = value

請看下面的示例

#define PI = 3.14159265359

儘管如此定義的常量也可以在任何表示式中使用（就像使用 const 關鍵字定義的常量一樣），但兩者之間存在差異。

由#define 指令建立的常量不由編譯器處理。相反，它們的行為類似於宏，其值在執行時被替換。

另一個值得注意的差異是，使用#define 指令時，您無需提及要分配給常量的值的型別。

示例：使用 #define 定義常量

下面是另一個使用 #define 指令定義常量的示例：

#include <stdio.h>
#define LENGTH 10   
#define WIDTH  5
#define NEWLINE '\n'

int main() {
   int area;  
   area = LENGTH * WIDTH;
   printf("length: %d width: %d", LENGTH, WIDTH);
   printf("%c", NEWLINE);
   printf("value of area : %d", area);
   return 0;
}

輸出

執行此程式碼後，您將獲得以下輸出：

length: 10 width: 5
value of area : 50

由於常量也是 C 語言中的識別符號，因此它遵循形成識別符號的所有規則。C 語言中的識別符號區分大小寫。因此，在 C 語言中定義常量時遵循的約定是使用大寫字元，但這並非強制性。

更改常量的值

根據定義，常量是不可變的。為什麼要在首先更改常量的值？我們使用常量是為了保持其值不變。為了能夠更改值，我們將定義一個變數而不是常量。

我們已經看到，無法為已定義的常量分配新值。但是，存在一種變通方法，可以透過該方法為常量分配新值。

該技術利用了 C 語言中指標的概念。指標是一個儲存另一個變數地址的變數。由於它是一個變數，因此可以更改其值。此外，此更改會反映在原始變數中。

示例：更改常量的值

以下程式碼演示瞭如何使用指標機制更改常量的值：

#include <stdio.h>
int main(){
   const int x = 10;
   printf("Initial Value of Constant: %d\n", x);

   // y is a pointer to constant x
   int* y = &x;
   
   // assign new value
   *y = 100;
   printf("Value of Constant after change: %d", x);
   return 0;
}

輸出

執行此程式碼後，您將獲得以下輸出：

Initial Value of Constant: 10
Value of Constant after change: 100

請注意，此技術僅適用於使用const限定符定義的常量。

如果您使用#define 指令定義了常量，則無法應用此過程。這是因為指標具有資料型別，並且必須與要儲存其地址的型別相同。另一方面，使用#define 指令定義的常量實際上沒有資料型別。它實際上是一個在執行時被替換的宏。

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