#define,const,constexpr的区别与应用

目录

1. #define

2. const int

3. 常量表达式

4. constexpr

总结

1. #define

• 作用：#define 是一个预处理指令，用于在编译前进行文本替换。

• 语法：#define NAME VALUE

• 特点：

  • 无类型：#define 只是简单的文本替换，没有类型信息。
  • 作用域：#define 定义的常量在整个文件中有效，直到被 #undef 或文件结束。
  • 调试难度：由于没有类型检查，#define 可能导致错误，调试起来比较困难。

  #define PI 3.14159
  

2. const int

• 作用：const int 用于定义一个在运行时不能改变的常量。

• 语法：const int NAME = VALUE;

• 特点：

  • 有类型：const 常量具有明确的类型，并且进行类型检查。
  • 作用域：const 常量遵循 C++ 的作用域规则，可以在局部或全局范围内定义。
  • 编译时常量：const int 常量的值可以在编译时确定，但不能用于编译时计算的复杂场景。

  const int MAX_SIZE = 100;
  

3. constexpr

• 作用：constexpr 用于定义在编译时可以求值的常量和函数。

• 语法：constexpr TYPE NAME = VALUE; 或 constexpr RETURN_TYPE FUNCTION_NAME(ARGUMENTS) { ... }

• 特点：

  • 编译时计算：constexpr 变量和函数可以在编译时进行计算，以优化程序性能。
  • 类型安全：constexpr 具有类型检查，能够更安全地定义常量。
  • 函数：constexpr 函数可以在编译时计算结果，C++14 及更高版本允许函数体包含更复杂的逻辑（如条件语句、循环等）。

  constexpr int square(int x) {
      return x * x;
  }
  
  constexpr int SIZE = 10;
  int arr[SIZE];
  

总结

• #define：简单的文本替换，无类型检查和作用域控制。
• const int：有类型的常量，适合用于需要类型安全的场景。
• constexpr：提供了强大的编译时计算能力和类型安全，适合用于复杂的编译时常量计算。