3.5 const限定修饰符

节以魔法数字为引介绍了C++中的const限定修饰符的使用，主要分为两个部分：1、const修饰的变量；2、const修饰的指针

const修饰的变量

魔法数字（Magic Number） 是指在代码中直接使用的没有明确含义的常量数字，它们通常没有解释或说明，因此对代码的可读性、可维护性和可扩展性造成负面影响。例如，下列代码中的“3.14159”即为魔法数字。

double calculateArea(double radius) {
    return 3.14159 * radius * radius;  // 3.14159 是魔法数字
}

此外代码中需要使用到的一些人为设置的阈值，也属于魔法数字。例如，index<512代码中“512”意为当前设置的缓存区大小。
直接使用魔法数字降低了代码的可读性，也加大了代码的维护难度（比如阈值发生变动时，需要对多处进行手动修改）。
令魔法数字等于某个变量可以提高代码的可读性、降低代码的维护难度。但是存在变量可能被无意修改的问题
为此，可以使用“const”限定修饰符，令特定变量的值无法被修改。例如，上面两个例子可以改写为如下形式：

const double pi = 3.14159;
double calculateArea(double radius) {
    return pi * radius * radius;  // 3.14159 是魔法数字
}

const int bufSize = 512;
index < bufSize;

由于const修饰的变量在定义后无法改变值，因此const定义的变量在定义时必须赋初值。

const修饰的指针

为了避免使用指针修改const修饰的变量的值，C++规定，必须使用const修饰的指针才能指向const修饰的变量。const在作用于指针时，根据修饰的位置有以下两种写法（这里只展示区别，不讨论语法对错）：

// 写法一：const限定的是 *cpi
const int *cpi;

// 写法二：const限定的是 pci
int *const pci;

其中第一种限定*cpi使指针指向地址的值无法被修改，指针本身的指向则是可以修改的；第二种限定pci使指针指向的地址值无法被修改，指针指向地址的值则是可以修改的，其中第二种写法需要在初始化时给出指针指向的地址。
此外，还有一种写法，即将上两种写法进行结合，例如：

const int *const cpci;

此时，cpci指向的地址，及指向地址的值都无法被修改

const和#define在处理魔法数字时的区别

虽然const和#define都可以用于解决魔法数字问题，例如：

#define pi = 3.14159
#undef

const double pi = 3.14159；

但是这两种方法在实现细节上存在如下差异：

1. 类型安全：const定义的变量存在类型（如int、double、string等），#define定义的变量则不存在类型。
2. 作用区域：#define定义的变量可以全局使用，直到使用#undef取消，const定义的变量则遵循代码的作用域（比如在函数块内定义的变量只能在函数块内使用）
3. 实现方式：#define是通过在代码编译前进行文本替换，const修饰的变量可以在代码编译过程中进行优化。
4. 调试：调试时const定义的变量能够看到名称和值；#define定义的变量仅可看到替换后的值

课后习题：

解释下列定义的意思，并指出、改正其中的非法定义

(a) int i;
(b) const int ci;
(c) const int *cpi;
(d) int *const pci;
(e) const int *const cpci;

(a) 正确，定义了一个int型变量i，可以不赋初值；
(b) 错误，定义了一个const修饰的int型变量ci，需要赋初值；
(c) 正确，定义了一个const修饰的int类型指针*cpi，其指向地址的值不可以修改，但是指向地址可以修改，因此可以不赋初值；
(d) 错误，定义了一个const修饰的int类型指针pci，其指向地址不可修改，因此必须赋初值。
(e) 错误，定义了一个const修饰的int类型指针，其指向地址及指向地址的值都不能修改，因此必须赋初值