c_constants_and_literals

C - 常量和字面量

常量是程序执行期间不能改变的固定值。这些固定值本身通常被称为字面量。

字面量可以表示基本数据类型：整数字面量、浮点数字面量、字符字面量和字符串字面量。还存在枚举常量。

命名常量与字面量不同，它为固定值提供一个符号名称，提高了可读性和可维护性。

整数字面量（Integer Literals）

表示整数。可以指定不同的进制：

• 十进制： 无前缀（例如，123、-5）。
• 八进制： 前缀 0（例如，017，即十进制 15）。允许的数字 0-7。
• 十六进制： 前缀 0x 或 0X（例如，0xFF，即十进制 255；0x1a）。允许的数字 0-9、a-f、A-F。

后缀可以指定类型：

• U 或 u：无符号 (Unsigned)（例如，100U、0xFU）。
• L 或 l：长整型 (Long)（例如，12345L、077L）。
• LL 或 ll：长长整型 (Long Long) (C99)（例如，9876543210LL、1ULL）。

后缀可以组合（例如，100UL、50LLU）。大小写和顺序不重要（UL 和 lu 相同）。

示例：

212         // int (十进制)
215u        // unsigned int
0xFeeL      // long int (十六进制)
0123        // octal (十进制 83)
123456789LL // long long int
40000U      // unsigned int

// 无效示例：
// 078   // 错误：8 不是八进制数字
// 032UU // 错误：不能重复 U 后缀

浮点数字面量（Floating-Point Literals）

表示带小数部分（实数）的数字。可以有整数部分、小数点、小数部分和指数部分（使用 e 或 E）。

表示形式：

• 十进制形式： 必须包含小数点、指数或两者都有（例如，3.14159、123.、.456、1e5）。
• 指数形式： 整数/小数部分后跟 e 或 E，然后是可选的带符号指数（例如，314159E-5L、1.23e+2）。

后缀指定类型（默认是 double）：

• f 或 F：float（例如，3.14f、1.0F、2.5e-3f）。
• l 或 L：long double（例如，0.123456789L、1.2E+10L）。

示例：

3.14159       // double
3.14f         // float
123.456L      // long double
1.0E6         // double (一百万)
0.0           // double
-1.23e-2f     // float (-0.0123)

// 无效示例：
// 510E     // 指数不完整
// 210f     // float 没有小数点或指数（需要 210.0f 或类似形式）
// .e55     // 指数前缺少整数或小数部分

字符字面量（Character Literals）

表示单个字符，用单引号括起来（例如，‘a’、’%’、‘7’）。它们具有整型（int）类型。

特殊字符可以使用转义序列表示：

转义序列	含义
\\	反斜杠（\）字符
\'	单引号（'）字符
\"	双引号（"）字符
\?	问号（?）字符
\a	警报 (响铃)
\b	退格
\f	换页
\n	换行
\r	回车
\t	水平制表符
\v	垂直制表符
\0	空字符
\ooo	八进制数 (一到三位数字)
\xhh...	十六进制数 (一位或多位数字)

示例：

'A'       // 普通字符
'\n'      // 换行字符
'\t'      // 制表符
'\''      // 单引号字符
'\0'      // 空字符 (整型值 0)
'\x41'    // 'A' 的十六进制表示
'\101'    // 'A' 的八进制表示

字符串字面量（String Literals）

表示一系列字符，用双引号括起来（例如，“Hello, World!”）。它们存储为字符数组，自动以空字符（\0）终止。

字符串字面量可以包含转义序列。长的字符串字面量可以通过在一行末尾加上反斜杠 </code> 来跨行（反斜杠和换行符被忽略），或者通过连接相邻的字符串字面量（编译器会组合它们）来表示。

示例（都表示相同的字符串 “Hello, dear”）：

"Hello, dear"

"Hello, \
dear"

"Hello, " "dear"

包含转义序列的示例：

"First line\nSecond line\tIndented"
"Display a backslash: \\ and a double quote: \""

定义命名常量（Defining Named Constants）

使用命名常量使代码更具可读性，也更容易修改。有两种主要方式：

1. 使用 #define 预处理指令。
2. 使用 const 关键字。

1. #define 预处理器

创建一个宏，预处理器在编译前将其替换为它的值。这是一种简单的文本替换。

#define PI 3.14159
#define MAX_USERS 100
#define GREETING "Welcome!"

// 用法：
double circumference = 2 * PI * radius;
if (user_count < MAX_USERS) { /* ... */ }
printf("%s\n", GREETING);

约定上，#define 常量名使用大写字母。注意：#define 不创建带类型的变量；它只是纯文本替换。

2. const 关键字

声明一个变量，其值在初始化后不能改变。这些是实际的变量，具有类型，提供了比 #define 更好的类型安全。

const type variable_name = value;

示例：

const double PI = 3.14159;
const int MAX_USERS = 100;
const char *GREETING = "Welcome!"; // 指向常量字符串的指针

// 用法：
double circumference = 2 * PI * radius;
if (user_count < MAX_USERS) { /* ... */ }
printf("%s\n", GREETING);

// 尝试修改 const 变量会导致编译时错误：
// PI = 3.14; // 错误！
// MAX_USERS++; // 错误！

最佳实践： 在定义命名常量时，尽可能优先使用 const 变量而非 #define，因为它们提供类型检查，并且更好地集成到语言的作用域规则中。