C++:宏定义(#define)和常量(const)的区别

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你好,我是悦创。

最近开始准备一边复习 C++ 一遍备课和研究,一边记录一些遇到的编程中的小知识点。

今天我的读者跟我说:在测试对矩阵进行 SVD 分解时,需要定义矩阵的行和列的大小,我习惯性的用宏定义来定义了这两个变量,在运行的时候,就开始思考宏定义和常量之间有些什么样的分别。

参考了一些别人的说法,自己在这里做一个小小的总结。

类型和安全检查不同

  • 宏定义是字符替换,没有数据类型的区别,同时这种替换没有类型安全检查,可能产生边际效应等错误;

  • const 常量是常量的声明,有类型区别,需要在编译阶段进行类型检查

编译器处理不同

  • 宏定义是一个“编译时”概念,在预处理阶段展开,不能对宏定义进行调试,生命周期结束与编译时期;

  • const 常量是一个“运行时”概念,在程序运行使用,类似于一个只读行数据

存储方式不同

  • 宏定义是直接替换,不会分配内存,存储与程序的代码段中;
  • const 常量需要进行内存分配,存储与程序的数据段中

定义域不同

    void f1 ()
{

    #define N 12
    const int n 12;

}

    void f2 ()
{
    cout<<N <<endl; //正确,N已经定义过,不受定义域限制
    cout<<n <<endl; //错误,n定义域只在f1函数中
}

定义后能否取消

  • 宏定义可以通过 #undef 来使之前的宏定义失效

  • const 常量定义后将在定义域内永久有效

void f1()
{
  #define N 12
  const int n = 12;

  #undef N //取消宏定义后,即使在f1函数中,N也无效了
  #define N 21//取消后可以重新定义
}

是否可以做函数参数

  • 宏定义不能作为参数传递给函数

  • const 常量可以在函数的参数列表中出现

多角度分析

角度1: 就定义常量说的话, const 定义的常数是变量也带类型, #define 定义的只是个常数不带类型。

角度2: 就起作用的阶段而言,#define 是在编译的预处理阶段起作用,而 const 是在编译、运行的时候起作用。

角度3: 就起作用的方式而言,#define 只是简单的字符串替换,没有类型检查。而 const 有对应的数据类型,是要进行判断的,可以避免一些低级的错误。 正因为 define 只是简单的字符串替换会导致边界效应,具体举例可以参考下面代码:

#define N 2+3     // 我们预想的 N 值是 5,我们这样使用 
double a = N/2.0;  // 我们预想的  a 的值是 2.5,可实际上 a 的值是 3.5

角度4: 就空间占用而言, 例如:

#define PI 3.14     //预处理后 占用代码段空间
const float PI=3.14;    // 本质上还是一个 float,占用数据段空间
#include <iostream>

int main() {
    #define PI 3.1415926
    const float PI2 = 3.1415926;
    std::cout << sizeof(PI) << sizeof(PI2);
    return 0;
}

角度5: 从代码调试的方便程度而言, const 常量可以进行调试的,#define 是不能进行调试的,因为在预编译阶段就已经替换掉了

角度6: 从是否可以再定义的角度而言, const 不足的地方,是与生俱来的,const 不能重定义,而 #define 可以通过 #undef 取消某个符号的定义,再重新定义。

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