程序执行期间,经常会遇到需要保持不变的值。比如数学常数 $\pi$,或者像默认端口号或最大尝试次数这样的配置设置。尽管你可以将它们存储在常规变量中,但这样做无法表明它们应有的不变性,并且容易发生意外更改。Julia 提供了一种将此类值声明为常量的方法。什么是常量?常量是标识符,很像变量,它们绑定到特定的值。主要区别在于,一旦常量被定义并赋值,它就不应再更改。使用常量可以通过为固定值提供描述性名称来提高代码的可读性,并通过表明特定标识符不应被重新赋值来帮助避免错误。使用 const 声明常量在 Julia 中,你使用 const 关键字声明常量。约定俗成是将常量名用大写字母表示,如果需要则用下划线分隔单词(例如 MAX_USERS、INTEREST_RATE)。这个约定不是 Julia 编译器强制要求的,但被广泛采纳并强烈推荐,以提高代码清晰度。以下是基本语法:const MY_CONSTANT_NAME = value让我们看几个例子:const PI_APPROX = 3.14159 const SPEED_OF_LIGHT_MPS = 299792458 # 每秒米数 const DEFAULT_GREETING = "Hello, Julia User!" const MAX_LOGIN_ATTEMPTS = 3在这些例子中:PI_APPROX 被赋了一个浮点数。SPEED_OF_LIGHT_MPS 被赋了一个整数。DEFAULT_GREETING 被赋了一个字符串。MAX_LOGIN_ATTEMPTS 被赋了一个表示程序限制的整数。一旦这些被定义,你就可以像变量一样在代码中使用它们,但要明白它们的值应保持不变。radius = 5.0 circumference = 2 * PI_APPROX * radius println("近似周长: ", circumference) println(DEFAULT_GREETING)const 在 Julia 中的行为理解 const 在 Julia 中的行为很重要,因为它可能与其他编程语言中的常量略有不同。意图声明:当你用 const 声明一个变量时,你是在告诉 Julia(以及阅读你代码的其他程序员)这个标识符旨在永久绑定到其初始值。重新赋值警告:如果你尝试重新赋值一个 const 变量,Julia 会允许这样做,但会发出警告。这是一个故意的设计选择。该警告表明你正在执行不寻常且可能导致问题操作。const MY_FIXED_VALUE = 100 println(MY_FIXED_VALUE) # 输出: 100 # 尝试更改值 MY_FIXED_VALUE = 200 # 这会产生一个警告 println(MY_FIXED_VALUE) # 输出: 200你将看到类似于:WARNING: redefining constant MY_FIXED_VALUE 的警告。尽管值确实会改变,但应避免这种做法。const 的主要目的是声明一个不变的绑定。常量与可变对象:这一点虽然不明显但很重要。如果 const 变量绑定到可变对象(例如数组或字典,我们稍后会详细介绍),那么 const 声明意味着该变量将始终指向那个特定的可变对象。然而,该可变对象的内容仍然可以更改。让我们用一个数组(一个有序的项集合)来说明:const MY_SETTINGS = [10, 20, 30] println(MY_SETTINGS) # 输出: [10, 20, 30] # 允许修改数组的内容 MY_SETTINGS[1] = 99 println(MY_SETTINGS) # 输出: [99, 20, 30] # 尝试让 MY_SETTINGS 指向一个新数组会引发警告 # MY_SETTINGS = [1, 2, 3] # 这会触发“重新定义常量”警告在这种情况下,MY_SETTINGS 将始终指向它初始化时所引用的原始数组对象。你可以更改该数组内部的元素(例如 MY_SETTINGS[1] = 99),但是你不能让 MY_SETTINGS 指向一个完全不同的数组而不发出警告。这是因为名称 MY_SETTINGS 与持有该数组的特定内存位置之间的绑定是恒定的。对于像数字(Int、Float64)、布尔值(Bool)和字符串(String)等基本不可变类型,将它们赋值给 const 变量会使值在所有意义上都保持不变,因为这些类型一旦创建就不能在内部更改。为什么要使用常量?在程序中使用常量具有多项优点:可读性:常量为字面值提供了有意义的名称。MAX_LOGIN_ATTEMPTS 比在代码中随处可见的数字 3 要清晰得多。可维护性:如果需要更新固定值(例如税率变化),你只需在一个地方进行更改:它的 const 声明处。这降低了值硬编码在多个位置时可能发生的错误风险。避免错误:通过将值声明为 const,你表明它不应更改的意图。虽然 Julia 允许在发出警告的情况下重新定义,但警告本身就是开发或调试期间潜在问题的标记。潜在的性能优势:知道一个变量是常量有时可以让 Julia 编译器进行某些优化,从而可能使代码运行更快。这更多是次要的好处,特别是对初学者而言,但了解一下也无妨。随着你编写更复杂的 Julia 程序,你会发现 const 是一个很有价值的工具,用于编写更清晰、更易于管理的代码。这是一个简单的特性,但有助于良好的编程实践。可以将常量视为代码中可靠的指引。