Học lập trình giống như xây nhà, bạn cần nắm vững những viên gạch nền tảng. Một trong những khái niệm cơ bản và quan trọng nhất bạn sẽ gặp là hằng số. Hiểu rõ về nó sẽ giúp bạn viết code sạch sẽ, dễ đọc và ít lỗi hơn đáng kể. Bài viết này sẽ giải thích cặn kẽ về hằng số.
Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu hằng số (constant) là gì trong thế giới lập trình, nó khác với biến (variable) như thế nào. Bên cạnh đó, bạn sẽ khám phá lợi ích không ngờ khi sử dụng hằng số và xem cách khai báo chúng trong các ngôn ngữ phổ biến. Mục tiêu là giúp bạn nắm vững khái niệm này một cách trực quan và dễ hiểu nhất.
Hằng số (Constant) là gì?
Hằng số (Constant) trong lập trình là một vị trí được đặt tên trong bộ nhớ máy tính dùng để lưu trữ một giá trị cố định. Giá trị này đã được thiết lập ban đầu và sẽ không thay đổi trong suốt quá trình chương trình của bạn chạy từ đầu đến cuối. Nó duy trì sự ổn định.
Khái niệm này tương phản trực tiếp với biến (variable), vốn là những vị trí trong bộ nhớ mà giá trị của chúng có thể thay đổi linh hoạt trong khi chương trình đang chạy. Biến dùng để lưu trữ dữ liệu có thể biến động, còn hằng số thì dành cho các giá trị bền vững.
Về bản chất, khi bạn khai báo một hằng số, bạn đang nói với máy tính và cả những lập trình viên khác rằng "Đây là một giá trị đặc biệt, nó không được phép thay đổi". Bất kỳ nỗ lực nào nhằm thay đổi giá trị này sau khi nó đã được gán lần đầu đều sẽ bị ngôn ngữ lập trình hoặc trình biên dịch từ chối.
Hãy hình dung hằng số như một chiếc hộp có dán nhãn cố định và bên trong chứa một vật không thể thay thế bằng vật khác. Cái nhãn là tên của hằng số, còn vật bên trong là giá trị của nó. Chiếc hộp này được đặt ở một vị trí riêng trong "ngôi nhà bộ nhớ" của máy tính.
Trong nhiều ngôn ngữ lập trình, có những quy ước hoặc từ khóa riêng để khai báo hằng số. Mục đích là để làm cho ý định của lập trình viên trở nên rõ ràng. Khi nhìn vào đoạn code, bạn ngay lập tức nhận ra đâu là giá trị cố định.
Ví dụ kinh điển nhất về hằng số là số Pi (π≈3.14159). Giá trị này không bao giờ thay đổi trong các phép tính toán học. Trong lập trình, bạn sẽ khai báo nó như một hằng số để sử dụng lại ở nhiều nơi mà không cần gõ lại dãy số dài dòng mỗi lần.
Tóm lại, hằng số là những giá trị không thay đổi, được đặt tên rõ ràng để sử dụng trong code. Nó là một công cụ cơ bản giúp định nghĩa các đại lượng cố định, tạo nền tảng cho việc viết chương trình chính xác và dễ quản lý hơn.
Hằng số khác Biến (Variable) như thế nào?
Sự khác biệt cơ bản và quan trọng nhất giữa hằng số (constant) và biến (variable) nằm ở khả năng thay đổi giá trị của chúng sau khi đã được khởi tạo hoặc gán giá trị lần đầu tiên. Đây là điểm cốt lõi để phân biệt.
Một biến được thiết kế để lưu trữ dữ liệu mà giá trị của nó có thể thay đổi tại các thời điểm khác nhau trong quá trình chương trình chạy. Bạn có thể gán một giá trị mới cho biến bất cứ khi nào bạn cần, và giá trị cũ sẽ bị ghi đè.
Ngược lại, một hằng số chỉ được phép gán giá trị một lần duy nhất, thường là ngay tại thời điểm nó được khai báo. Sau khi giá trị ban đầu được thiết lập, nó trở thành cố định và không thể bị thay đổi bởi bất kỳ lệnh gán mới nào khác trong suốt vòng đời của hằng số đó.
Mục đích sử dụng của chúng cũng khác nhau. Biến được dùng để lưu trữ các giá trị động, ví dụ như điểm số của người chơi trong game, số lượng sản phẩm còn lại trong kho, hoặc kết quả tính toán tạm thời. Những giá trị này liên tục cập nhật.
Trong khi đó, hằng số được dùng cho các giá trị tĩnh, đã được xác định trước và không thay đổi. Ví dụ: số ngày trong tuần, số giờ trong ngày, các ngưỡng cố định (như điểm đậu/rớt), hoặc các mã lỗi tiêu chuẩn đã được quy định.
Về mặt khai báo, nhiều ngôn ngữ có cú pháp hoặc từ khóa riêng biệt để phân biệt rõ ràng giữa biến và hằng số. Điều này không chỉ giúp máy tính hiểu mà còn giúp các lập trình viên đọc code dễ dàng hơn, biết được giá trị nào sẽ cố định.
Ví dụ, trong JavaScript, bạn dùng let hoặc var cho biến có thể thay đổi, nhưng dùng const cho hằng số không thể thay đổi. Trong Java, dùng final kết hợp với kiểu dữ liệu để khai báo hằng số.
Tóm lại, nếu bạn có một giá trị dự kiến sẽ thay đổi trong quá trình chạy chương trình, hãy dùng biến. Nếu bạn có một giá trị cố định, không bao giờ thay đổi, hãy dùng hằng số. Sự lựa chọn đúng đắn giúp code của bạn rõ ràng và an toàn hơn.
Bảng so sánh nhanh giúp hình dung rõ hơn sự khác nhau giữa biến và hằng số:
Đặc điểmBiến (Variable)Hằng số (Constant)Khả năng thay đổiCó thể thay đổi giá trịKhông thể thay đổi giá trịMục đích sử dụngLưu giá trị động/thay đổiLưu giá trị cố định/không đổiKhai báoThường dùng từ khóa chungThường dùng từ khóa riêng/quy ướcTên gọi (quy ước)Viết thường, camelCase...Viết hoa toàn bộ, snake_case
Hiểu được sự phân biệt biến và hằng số là nền tảng quan trọng để bạn viết code hiệu quả và chính xác, tránh nhầm lẫn giữa các loại dữ liệu có đặc tính khác nhau.
Tại sao cần sử dụng Hằng số? Lợi ích của Hằng số trong lập trình
Việc sử dụng hằng số trong lập trình không chỉ là một quy tắc cú pháp hay thói quen tốt, mà nó mang lại nhiều lợi ích thiết thực giúp code của bạn trở nên tốt hơn về nhiều mặt. Đây là lý do tại sao các lập trình viên chuyên nghiệp luôn khuyến khích sử dụng hằng số cho các giá trị cố định.
Tăng tính dễ đọc (Readability)
Lợi ích đầu tiên và dễ thấy nhất của hằng số là làm cho code của bạn dễ đọc hơn. Thay vì sử dụng các con số hoặc chuỗi ký tự trực tiếp trong code ("magic numbers" hoặc "magic strings"), bạn gán chúng cho một cái tên có ý nghĩa.
Ví dụ, thay vì viết if (status == 200) trong code xử lý phản hồi HTTP, bạn có thể khai báo const HTTP_STATUS_OK = 200; và sau đó viết if (status == HTTP_STATUS_OK). Khi đọc HTTP_STATUS_OK, người đọc code (kể cả bạn sau này) sẽ hiểu ngay ý nghĩa của số 200.
Việc đặt tên cho các giá trị cố định giúp làm rõ mục đích của chúng. Code không còn là một dãy các con số hay chuỗi khó hiểu, mà trở thành một câu chuyện logic với các "nhân vật" (hằng số, biến) có tên gọi rõ ràng. Điều này đặc biệt quan trọng trong các dự án lớn.
Đồng thời, việc sử dụng hằng số giúp giảm tải cho bộ não khi đọc code. Bạn không cần phải suy nghĩ xem con số 3.14159 này là gì khi nó được đặt tên là PI. Sự minh bạch này giúp tiết kiệm thời gian và công sức trong quá trình phát triển và bảo trì.
Tăng tính dễ bảo trì (Maintainability)
Lợi ích quan trọng thứ hai là tăng tính dễ bảo trì. Trong một chương trình lớn, một giá trị cố định có thể xuất hiện lặp đi lặp lại ở nhiều nơi khác nhau trong code.
Ví dụ, nếu bạn đang phát triển một ứng dụng tính thuế, thuế suất có thể là 10%. Số 10 này có thể xuất hiện ở hàng chục, thậm chí hàng trăm dòng code khác nhau. Nếu sau này thuế suất thay đổi lên 12%, bạn sẽ phải tìm và sửa thủ công ở tất cả những nơi đó.
Việc sửa đổi thủ công này rất dễ gây ra lỗi, bỏ sót hoặc sửa nhầm. Ngược lại, nếu bạn khai báo const THUE_SUAT = 0.10; và sử dụng THUE_SUAT trong toàn bộ code, khi thuế suất thay đổi, bạn chỉ cần sửa giá trị của hằng số THUE_SUAT tại một vị trí duy nhất trong code.
Sự thay đổi tập trung này đảm bảo tính nhất quán và giảm đáng kể khả năng phát sinh lỗi do sửa đổi. Đây là lý do tại sao việc sử dụng hằng số được coi là một kỹ thuật lập trình tốt, đặc biệt quan trọng đối với các dự án phần mềm cần được duy trì và cập nhật trong thời gian dài.
Giảm thiểu lỗi
Khi một giá trị được khai báo là hằng số, bạn đã đảm bảo rằng nó sẽ không bị thay đổi một cách vô ý trong quá trình chương trình chạy. Các ngôn ngữ lập trình sẽ enforcing (buộc tuân thủ) quy tắc này và báo lỗi nếu bạn cố gắng gán lại giá trị cho hằng số.
Điều này ngăn chặn một lớp lỗi tiềm ẩn rất phổ biến: vô tình thay đổi một giá trị quan trọng lẽ ra phải giữ nguyên. Ví dụ, nếu bạn sử dụng số Pi dưới dạng biến và vô tình gán cho nó một giá trị khác trong quá trình tính toán phức tạp, toàn bộ kết quả sau đó sẽ sai.
Sử dụng hằng số loại bỏ rủi ro này. Trình biên dịch hoặc trình thông dịch sẽ cảnh báo hoặc dừng chương trình ngay lập tức nếu phát hiện hành vi cố gắng thay đổi giá trị của hằng số. Đây là một lớp bảo vệ quan trọng giúp code của bạn đáng tin cậy hơn.
Cải thiện hiệu suất (Potential Performance)
Trong một số trường hợp và một số ngôn ngữ, việc sử dụng hằng số có thể cho phép trình biên dịch thực hiện một số tối ưu hóa hiệu suất nhất định. Do giá trị không đổi, trình biên dịch có thể thực hiện "constant folding" (tính toán trước các biểu thức chỉ chứa hằng số) hoặc lưu trữ giá trị ở những vị trí bộ nhớ được tối ưu hóa hơn.
Tuy nhiên, lợi ích hiệu suất này thường nhỏ và phụ thuộc nhiều vào ngôn ngữ và trình biên dịch cụ thể. Các lợi ích về tính dễ đọc và dễ bảo trì vẫn là lý do chính và quan trọng nhất để sử dụng hằng số trong thực tế lập trình hàng ngày.
Tóm lại, việc sử dụng hằng số mang lại nhiều lợi ích rõ rệt: làm cho code dễ đọc hơn cho con người, dễ bảo trì hơn khi có sự thay đổi, và an toàn hơn bằng cách ngăn chặn việc thay đổi giá trị vô ý. Đó là một kỹ thuật đơn giản nhưng có tác động lớn đến chất lượng phần mềm.
Cách khai báo Hằng số trong các ngôn ngữ lập trình phổ biến
Cú pháp để khai báo hằng số trong lập trình có thể khác nhau tùy thuộc vào ngôn ngữ bạn đang sử dụng. Tuy nhiên, ý tưởng chung là bạn cần sử dụng một từ khóa hoặc tuân theo một quy ước đặt tên đặc biệt để chỉ ra rằng đây là một giá trị cố định.
Dưới đây là cách khai báo và sử dụng hằng số trong một số ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất hiện nay:
Khai báo Hằng số trong Python
Python là một ngôn ngữ linh hoạt, và nó không có từ khóa const riêng biệt như nhiều ngôn ngữ khác để bắt buộc một biến phải là hằng số. Thay vào đó, Python dựa vào quy ước đặt tên để thể hiện ý định của lập trình viên.
Trong Python, hằng số được khai báo bằng cách sử dụng tên biến viết IN HOA TOÀN BỘ và các từ phân cách nhau bằng dấu gạch dưới (_) (snake_case).
Python
# Khai báo hằng số theo quy ước trong Python
PI = 3.14159
SO_NGAY_TRONG_TUAN = 7
TEN_TRANG_WEB = "example.com"
# Sử dụng hằng số
print(f"Giá trị của Pi là: {PI}")
print(f"Một tuần có {SO_NGAY_TRONG_TUAN} ngày.")
# Cố gắng thay đổi giá trị (Python cho phép, nhưng đây là hành vi KHÔNG NÊN làm)
SO_NGAY_TRONG_TUAN = 8 # Về mặt cú pháp được, nhưng đi ngược lại quy ước hằng số
print(f"Số ngày trong tuần mới (không đúng quy ước): {SO_NGAY_TRONG_TUAN}")
Trong ví dụ trên, PI, SO_NGAY_TRONG_TUAN, TEN_TRANG_WEB được coi là hằng số theo quy ước của cộng đồng Python. Dù Python không ngăn bạn gán lại giá trị cho chúng, nhưng việc này bị coi là hành vi lập trình không tốt và đi ngược lại mục đích ban đầu.
Lập trình viên Python hiểu rằng khi thấy tên biến viết hoa toàn bộ, họ không nên cố gắng thay đổi giá trị của nó. Đây là một ví dụ về cách quy ước cộng đồng trở thành một phần quan trọng của ngôn ngữ.
Khai báo Hằng số trong Java
Java là một ngôn ngữ mạnh mẽ và có cú pháp rõ ràng để định nghĩa hằng số. Bạn sử dụng từ khóa final kết hợp với kiểu dữ liệu và tên biến để khai báo một hằng số. Từ khóa final chỉ ra rằng giá trị của biến này không thể thay đổi sau khi được gán.
Thông thường, hằng số trong Java cũng được viết IN HOA TOÀN BỘ theo quy ước để dễ nhận biết.
Java
// Khai báo hằng số trong Java sử dụng từ khóa final
public class ConstantsExample {
public static final double PI = 3.14159;
public static final int MAX_ATTEMPTS = 3;
public static final String DEFAULT_STATUS = "Pending";
public static void main(String[] args) {
// Sử dụng hằng số
System.out.println("Giá trị của Pi là: " + PI);
System.out.println("Số lần thử tối đa: " + MAX_ATTEMPTS);
// Cố gắng thay đổi giá trị (sẽ gây lỗi biên dịch - Compile Error)
// PI = 3.0; // Lỗi! không thể gán giá trị cho biến final
}
}
Trong ví dụ Java, PI, MAX_ATTEMPTS, DEFAULT_STATUS là các hằng số thực sự vì từ khóa final ngăn chặn mọi sự thay đổi. Khi bạn cố gắng gán lại giá trị (PI = 3.0;), trình biên dịch Java sẽ báo lỗi và không cho phép chương trình chạy.
Việc kết hợp public static final thường được dùng cho các hằng số muốn truy cập từ bất kỳ đâu trong chương trình (toàn cục), nhưng bạn cũng có thể dùng private final cho các hằng số chỉ dùng trong một lớp cụ thể.
Khai báo Hằng số trong C++
Trong C++, bạn có thể sử dụng từ khóa const để khai báo hằng số. Từ khóa này có thể được đặt trước hoặc sau kiểu dữ liệu. const chỉ ra rằng giá trị của biến không thể bị thay đổi.
Tên hằng số trong C++ cũng thường được viết IN HOA TOÀN BỘ theo quy ước chung.
C++
#include <iostream>
#include <string>
// Khai báo hằng số trong C++ sử dụng từ khóa const
const double PI = 3.14159;
const int MAX_SIZE = 100;
const std::string APP_NAME = "MyApplication";
int main() {
// Sử dụng hằng số
std::cout << "Giá trị của Pi là: " << PI << std::endl;
std::cout << "Kích thước tối đa: " << MAX_SIZE << std::endl;
// Cố gắng thay đổi giá trị (sẽ gây lỗi biên dịch - Compile Error)
// PI = 3.0; // Lỗi! biến được khai báo là const
// MAX_SIZE = 200; // Lỗi!
return 0;
}
Tương tự như Java, từ khóa const trong C++ đảm bảo rằng giá trị của PI, MAX_SIZE, APP_NAME không thể bị thay đổi sau khi khởi tạo. Mọi nỗ lực gán lại giá trị sẽ bị trình biên dịch bắt lỗi ngay lập tức.
C++ cũng cung cấp #define để định nghĩa hằng số tiền xử lý, nhưng const được ưa chuộng hơn vì nó có kiểu dữ liệu và phạm vi hoạt động (scope) rõ ràng, giúp trình biên dịch kiểm tra lỗi tốt hơn.
Khai báo Hằng số trong JavaScript
Trong JavaScript (từ phiên bản ES6 trở đi), bạn sử dụng từ khóa const để khai báo hằng số. Đây là cách hiện đại và được khuyến khích để khai báo các biến mà giá trị không nên thay đổi.
Giống như các ngôn ngữ khác, quy ước viết tên hằng số IN HOA TOÀN BỘ cũng rất phổ biến trong JavaScript.
JavaScript
// Khai báo hằng số trong JavaScript sử dụng từ khóa const (ES6+)
const PI = 3.14159;
const API_KEY = "your_api_key_here";
const DEFAULT_LANGUAGE = "en";
// Sử dụng hằng số
console.log("Giá trị của Pi là:", PI);
console.log("Khóa API:", API_KEY);
// Cố gắng thay đổi giá trị (sẽ gây lỗi - Error)
// PI = 3.0; // Lỗi! Assignment to constant variable.
// API_KEY = "new_key"; // Lỗi!
Từ khóa const trong JavaScript tạo ra một hằng số chỉ đọc. Sau khi được gán giá trị ban đầu, bạn không thể gán lại giá trị khác cho nó. Nếu cố gắng, JavaScript sẽ báo lỗi TypeError. Điều này đảm bảo tính bất biến cho các giá trị được khai báo với const.
Lưu ý rằng với các kiểu dữ liệu phức tạp như mảng (Array) hoặc đối tượng (Object), const chỉ đảm bảo rằng biến đó luôn tham chiếu đến cùng một mảng/đối tượng ban đầu, chứ không ngăn cản việc thay đổi nội dung bên trong mảng hoặc đối tượng đó.
Khai báo Hằng số trong C#
Trong C#, bạn sử dụng từ khóa const để khai báo hằng số. Giống như C++ và Java, đây là cách bắt buộc giá trị phải cố định. Hằng số trong C# phải được gán giá trị ngay tại thời điểm khai báo.
Tên hằng số trong C# cũng tuân theo quy ước viết IN HOA TOÀN BỘ.
C#
using System;
public class ConstantsExample
{
// Khai báo hằng số trong C# sử dụng từ khóa const
public const double PI = 3.14159;
public const int MAX_ITEMS = 50;
public const string APP_VERSION = "1.0.0";
public static void Main(string[] args)
{
// Sử dụng hằng số
Console.WriteLine("Giá trị của Pi là: " + PI);
Console.WriteLine("Số lượng mục tối đa: " + MAX_ITEMS);
// Cố gắng thay đổi giá trị (sẽ gây lỗi biên dịch - Compile Error)
// PI = 3.0; // Lỗi! The left-hand side of an assignment must be a variable, property or indexer
}
}
Trong C#, từ khóa const đảm bảo rằng giá trị của PI, MAX_ITEMS, APP_VERSION được cố định từ lúc biên dịch và không thể thay đổi trong quá trình chạy. Mọi nỗ lực gán lại giá trị sẽ bị trình biên dịch phát hiện và báo lỗi.
Lưu ý rằng hằng số const trong C# chỉ có thể là các kiểu dữ liệu nguyên thủy (số, boolean, char, string) hoặc kiểu enum. Đối với các kiểu phức tạp hơn, bạn sẽ dùng từ khóa readonly (cho phép gán giá trị trong constructor).
CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM:
Nắm vững hằng số là bước đệm quan trọng để xây dựng những ứng dụng vững chắc. Để các ứng dụng này hoạt động mượt mà và ổn định, bạn cần một hạ tầng máy chủ đáng tin cậy. InterData mang đến dịch vụ thuê VPS giá rẻ - uy tín - tốc độ cao sử dụng phần cứng chuyên dụng thế hệ mới: bộ xử lý AMD EPYC Gen 3th, SSD NVMe U.2, băng thông cao, dung lượng tối ưu cùng công nghệ ảo hóa tiên tiến. Các gói dịch vụ đều có cấu hình mạnh, chất lượng cao và ổn định.
Những lưu ý quan trọng khi dùng Hằng số
Để sử dụng hằng số trong lập trình một cách hiệu quả và chuyên nghiệp, có một vài lưu ý quan trọng mà bạn nên ghi nhớ. Tuân thủ những nguyên tắc này sẽ giúp code của bạn không chỉ chính xác mà còn dễ đọc và dễ làm việc nhóm hơn.
Đầu tiên là về quy ước đặt tên. Như đã thấy trong các ví dụ, quy ước phổ biến nhất và được khuyến nghị là đặt tên hằng số bằng cách viết IN HOA TOÀN BỘ và dùng dấu gạch dưới (_) để phân tách các từ (ví dụ: MAX_SPEED, ERROR_CODE_NOT_FOUND).
Quy ước này không bắt buộc về mặt cú pháp ở mọi ngôn ngữ (như Python), nhưng nó là một tín hiệu mạnh mẽ về mặt ngữ nghĩa. Khi một lập trình viên nhìn thấy một tên biến viết hoa toàn bộ, họ ngay lập tức hiểu rằng đây là một hằng số và không nên cố gắng thay đổi giá trị của nó. Điều này giúp giao tiếp ý định trong code.
Thứ hai là chọn lọc giá trị nào nên là hằng số. Không phải mọi giá trị cố định đều nhất thiết phải là hằng số. Những giá trị phổ biến, có ý nghĩa rõ ràng hoặc có khả năng lặp lại ở nhiều nơi trong code mới là ứng viên tốt nhất.
Ví dụ, số 7 khi dùng để tính số ngày trong tuần nên là hằng số (SO_NGAY_TRONG_TUAN = 7). Nhưng số 1 khi dùng trong vòng lặp for (int i = 0; i < 10; i++) không cần thiết phải là hằng số vì nó chỉ là một giá trị đếm tạm thời trong phạm vi nhỏ.
Hãy suy nghĩ xem giá trị đó có ý nghĩa độc lập và bền vững trong ngữ cảnh bài toán hay không. Nếu có, việc đặt tên cho nó và khai báo nó như một hằng số sẽ mang lại lợi ích về tính dễ đọc và bảo trì.
Thứ ba là về phạm vi hoạt động (Scope). Giống như biến, hằng số cũng có phạm vi. Một hằng số được khai báo bên trong một hàm chỉ có thể sử dụng bên trong hàm đó. Một hằng số khai báo ở cấp độ lớp (class) hoặc toàn cục có thể truy cập rộng rãi hơn, tùy thuộc vào ngôn ngữ và từ khóa đi kèm (ví dụ: public final trong Java).
Hiểu rõ phạm vi của hằng số giúp bạn quản lý việc truy cập và sử dụng chúng một cách phù hợp, tránh xung đột tên hoặc sử dụng nhầm hằng số ở những nơi không mong muốn.
Cuối cùng, hãy nhớ rằng mục đích chính của hằng số là làm cho code dễ hiểu và dễ bảo trì hơn cho con người. Đừng lạm dụng việc tạo hằng số cho mọi con số nhỏ nhặt. Hãy cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo việc sử dụng hằng số thực sự mang lại giá trị gia tăng cho code của bạn.
Bài viết được biên tập từ InterData: Hằng Số Là Gì? Giải Thích Constant Trong Lập Trình (Kèm Ví Dụ)