07-常量和C预处理器

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4.3　常量和C预处理器

有时，在程序中要使用常量。例如，可以这样计算圆的周长：

circumference = 3.14159 * diameter;

这里，常量3.14159代表著名的常量pi（π）。在该例中，输入实际值便可使用这个常量。然而，这种情况使用符号常量（symbolic constant）会更好。也就是说，使用下面的语句，计算机稍后会用实际值完成替换：

circumference = pi * diameter;

为什么使用符号常量更好？首先，常量名比数字表达的信息更多。请比较以下两条语句：

owed = 0.015 * housevalue;
owed = taxrate * housevalue;

如果阅读一个很长的程序，第2条语句所表达的含义更清楚。

另外，假设程序中的多处使用一个常量，有时需要改变它的值。毕竟，税率通常是浮动的。如果程序使用符号常量，则只需更改符号常量的定义，不用在程序中查找使用常量的地方，然后逐一修改。

那么，如何创建符号常量？方法之一是声明一个变量，然后将该变量设置为所需的常量。可以这样写：

float taxrate;
taxrate = 0.015;

这样做提供了一个符号名，但是 taxrate 是一个变量，程序可能会无意间改变它的值。C语言还提供了一个更好的方案——C预处理器。第 2 章中介绍了预处理器如何使用 #include 包含其他文件的信息。预处理器也可用来定义常量。只需在程序顶部添加下面一行：

#define TAXRATE 0.015

编译程序时，程序中所有的 TAXRATE 都会被替换成 0.015 。这一过程被称为编译时替换（compile-time substitution）。在运行程序时，程序中所有的替换均已完成（见图 4.5 ）。通常，这样定义的常量也称为明示常量（manifest constant）^[1]。

请注意格式，首先是 #define ，接着是符号常量名（ TAXRATE ），然后是符号常量的值（ 0.015 ）（注意，其中并没有 = 符号）。所以，其通用格式如下：

#define NAME value

实际应用时，用选定的符号常量名和合适的值来替换NAME和value。注意，末尾不用加分号，因为这是一种由预处理器处理的替换机制。为什么 TAXRATE 要用大写？用大写表示符号常量是C语言一贯的传统。这样，在程序中看到全大写的名称就立刻明白这是一个符号常量，而非变量。大写常量只是为了提高程序的可读性，即使全用小写来表示符号常量，程序也能照常运行。尽管如此，初学者还是应该养成大写常量的好习惯。

另外，还有一个不常用的命名约定，即在名称前带 c 或 k 前缀来表示常量（如， c_level 或 k_line ）。

符号常量的命名规则与变量相同。可以使用大小写字母、数字和下划线字符，首字符不能为数字。程序清单4.4演示了一个简单的示例。

图4.5　输入的内容和编译后的内容

程序清单4.4　 pizza.c 程序

/* pizza.c -- 在比萨饼程序中使用已定义的常量 */
#include <stdio.h>
#define PI 3.14159
int main(void)
{
     float area, circum, radius;
     printf("What is the radius of your pizza?\n");
     scanf("%f", &radius);
     area = PI * radius * radius;
     circum = 2.0 * PI *radius;
     printf("Your basic pizza parameters are as follows:\n");
     printf("circumference = %1.2f, area = %1.2f\n", circum, area);
     return 0;
}

printf() 语句中的 %1.2f 表明，结果被四舍五入为两位小数输出。下面是一个输出示例：

What is the radius of your pizza?
6.0
Your basic pizza parameters are as follows:
circumference = 37.70, area = 113.10

#define 指令还可定义字符和字符串常量。前者使用单引号，后者使用双引号。如下所示：

#define BEEP '\a'
#define TEE 'T'
#define ESC '\033'
#define OOPS "Now you have done it!"

记住，符号常量名后面的内容被用来替换符号常量。不要犯这样的常见错误：

/* 错误的格式 */
#define TOES = 20

如果这样做，替换 TOES 的是 = 20 ，而不是 20 。这种情况下，下面的语句：

digits = fingers + TOES;

将被转换成错误的语句：

digits = fingers + = 20;

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