【C#基础概念】常量

常量的定义

常量是在编译时设置其值并且永远不能更改其值的字段。 使用常量可以为特殊值提供有意义的名称，而不是数字文本

常量是不可变的值，在编译时是已知的，在程序的生命周期内不会改变。 常量使用 const 修饰符声明。 仅 C# 内置类型（不包括 System.Object）可声明为 const。 用户定义的类型（包括类、结构和数组）不能为 const。 使用 readonly 修饰符创建在运行时一次性（例如在构造函数中）初始化的类、结构或数组，此后不能更改。

-————————C#编程指南

个人理解的常量

常量本质上是静态的字面量（static literal）

常量在声明时必须初始化。 例如:

class Calendar1
{
public const int Months = 12;
}

在此示例中,常量 Months 始终为 12,即使类本身也无法更改它。 实际上,当编译器遇到 C# 源代码中的常量标
识符(例如, Months )时,它直接将文本值替换到它生成的中间语言 (IL) 代码中。 因为运行时没有与常量相关联
的变量地址,所以 const 字段不能通过引用传递,并且不能在表达式中显示为左值。
如果不创建循环引用,则用于初始化常量的表达式可以引用另一个常量。 例如:

class Calendar3
{
public const int Months = 12;
public const int Weeks = 52;
public const int Days = 365;
public const double DaysPerWeek = (double) Days / (double) Weeks;
public const double DaysPerMonth = (double) Days / (double) Months;

}

可以将常量标记为public 、 private、 protected、internal、protected internal 或 private protected。 这些访问修饰符
定义该类的用户访问该常量的方式。 有关详细信息,请参阅访问修饰符。
常量是作为静态字段访问的,因为常量的值对于该类型的所有实例都是相同的。 不使用 static 关键字来声明
这些常量。 不在定义常量的类中的表达式必须使用类名、句点和常量名称来访问该常量。 例如:

int birthstones = Calendar.Months;

可以同时声明多个同一类型的常量,例如:

class Calendar2
{
public const int Months = 12, Weeks = 52, Days = 365;
}

若要定义一组非整型常量，一种方法是将它们分组到一个名为 Constants 的静态类。 这要求对常量的所有引用都在其前面加上该类名，如下例所示。

static class Constants
{
    public const double Pi = 3.14159;
    public const int SpeedOfLight = 300000; // km per sec.

}
class Program
{
    static void Main()
    {
        double radius = 5.3;
        double area = Constants.Pi * (radius * radius);
        int secsFromSun = 149476000 / Constants.SpeedOfLight; // in km
    }
}
 

常量表达式

常量表达式由常量值组成。常量表达式在编译时就可以确定值，通过编译器常量折叠技术确定值例如

public const int C1 = 5;
public const int C2 = C1 + 100;

public const int C1 = 5+5;

C#10开始支持字符窜内插常量表达式:

const string Language = "C#";
const string Platform = ".NET";
const string Version = "10.0";
const string FullProductName = $"{Platform} - Language: {Language} Version: {Version}";

常量折叠（java中概念，引入这边主要是帮助理解vs2019的类型行为）

对于一个常量表达式，编译器在编译时就会计算结果，并将结果直接放着编译文件中。
从而免去运行时需要进行多余的运算。

编译时常量 和运行时常量 的区别

值的确定的位置不一样：

Compile-time constant:编译时常量 ，编译时确定的值，编译器在把源代码编译成IL时，把常量符号都替换成相应的值。
Runtime constant:运行时常量，只有在运行时CLR中才能确定的值

const是编译时常量 字段只能在该字段的声明中初始化

readonly 运行时常量 在类初始化的过程中可以被多次赋值，可以字段定义时候赋值，也可以在类的构造函数中赋值，也可以在init 访问器中赋值。readonly 运行时常量的值取决初始化方式。

类的初始化顺序 字段>构造函数>对象初始值设定项

  public readonly string A1 = "10";
        public A(string a) => A1 = a;
        public string B
        {
            get => A1;
            init => A1 = value;

        }
        static void Main(string[] args)

        {

            A a = new A("a") { B = "A" };
            A b = new A("a");
            Console.WriteLine($"a={a.A1} b={b.A1}");
            Console.ReadKey();

        }

输出：a=A b=a

 字面量，常量和变量之间的区别？

const int b = 10; //b为常量，10为字面量
string str = “hello world！”; // str 为变量，hello world！为字面量

常量属于字面量，变量都属于变量。const是静态字面量，readonly是只读自变量。

枚举、const、readonly  IL代码的比较

声明变量

public readonly int SOU = 12;
public const int seiu = 12;
enum n { i=0}

IL代码

.field public initonly int32 SOU
.field public static literal int32 seiu = int32(12)
.field public static literal valuetype Galaxy.Program/n i = int32(0)//枚举和Const 常量本质上一样的,都是用static literal来定义：
.class nested private auto ansi sealed n
            extends [System.Runtime]System.Enum
        {
            // Fields
            .field public specialname rtspecialname int32 value__
            .field public static literal valuetype Galaxy.Program/n i = int32(0)//枚举和Const 常量本质上一样的,都是用static literal来定义

        } // end of class n

通过IL对比可以看出CLR 用static literal定义编译器常量，literal是字面量。用initonly 定义只读字段

literal必须初始化，不能被修改，是编译时常量且只能用于值类、引用类和接口类；
initonly 仅在构造函数进行初始化，可赋值多次，静态只读字段只能在静态构造函数中初始化。

当某个字段是引用类型，并且该字段标记为readonly时，那么不可改变的是引用，而非字段引用的值

C# 常量(const)和自读字段(static和readonly)在实际编程差别

下面声明：

public static readonly int A = 2; //A为运行时常量
public const int B = 3; //B为编译时常量

下面的表达式：

int C = A + B;

经过编译后与下面的形式等价：

int C = A + 3;

可以看到，其中的const常量B被替换成字面量3，而readonly字段A则保持引用方式。
声明及初始化
readonly字段只能声明为类字段，支持实例类型或静态类型，可以在声明的同时初始化或者在构造函数中进行初始化，初始化完成后便无法更改。
const常量除了可以声明为类字段之外，还可以声明为方法中的局部常量，默认为静态类型(无需用static修饰，否则将导致编译错误)，但必须在声明的同时完成初始化。

数据类型支持
由于const常量在编译时将被替换为字面量，使得其取值类型受到了一定限制。const常量只能被赋予数字(整数、浮点数)、字符串以及枚举类型。下面的代码无法通过编译：

public const DateTime D = DateTime.MinValue;

改成readonly就可以正常编译：

1 public readonly DateTime D = DateTime.MinValue;

可维护性
readonly以引用方式进行工作，某个常量更新后，所有引用该常量的地方均能得到更新后的值。
const的情况要稍稍复杂些，特别是跨程序集调用：

 1 public class Class1
 2 {
 3     public static readonly int A = 2; //A为运行时常量
 4     public const int B = 3; //B为编译时常量
 5 }
 6
 7 public class Class2
 8 {
 9     public static int C = Class1.A + Class1.B; //变量C的值为A、B之和
10 }
11
12 Console.WriteLine(Class2.C); //输出"5"

假设Class1与Class2位于两个不同的程序集，现在更改Class1中的常量值：

1 public class Class1
2 {
3        public static readonly int A = 4; //A为运行时常量
4        public const int B = 5; //B为编译时常量
5 }

编译Class1并部署（注意：这时并没有重新编译Class2），再次查看变量C的值：

1 Console.WriteLine(Class2.C); //输出"7"

结果可能有点出乎意料，让我们来仔细观察变量C的赋值表达式：

public static int C = Class1.A + Class1.B;

编译后与下面的形式等价：

public static int C = Class1.A + 3;

因此不管常量B的值如何变，对最终结果都不会产生影响。虽说重新编译Class2即可解决这个问题，但至少让我们看到了const可能带来的维护问题。

性能比较
const直接以字面量形式参与运算，性能要略高于readonly，但对于一般应用而言，这种性能上的差别可以说是微乎其微。

适用场景
在下面两种情况下：
a.取值永久不变(比如圆周率、一天包含的小时数、地球的半径等)、枚举
b.对程序性能要求非常苛刻
可以使用const常量，除此之外的其他情况都应该优先采用readonly常量。

以上内容来源：https://www.cnblogs.com/yanglang/p/9003770.html

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