Khi bắt đầu hành trình khám phá thế giới lập trình, bạn sẽ làm quen với rất nhiều khái niệm nền tảng. Việc nắm vững các khái niệm này là chìa khóa để xây dựng những chương trình vững chắc và dễ quản lý. Trong số đó, hằng số và biến là hai yếu tố cơ bản nhất mà bất kỳ lập trình viên nào cũng cần hiểu rõ.
Bài viết này sẽ đi sâu vào hằng số (Constant), giải thích chi tiết về định nghĩa, cách nó hoạt động, và đặc biệt là cách phân biệt nó với biến. Chúng ta cũng sẽ cùng tìm hiểu lý do tại sao việc sử dụng hằng số lại quan trọng và xem các ví dụ thực tế trong một số ngôn ngữ lập trình phổ biến. Mục tiêu là giúp bạn nắm vững kiến thức này một cách toàn diện nhất.
Hằng số (Constant) là gì?
Trong lĩnh vực lập trình máy tính, hằng số (tiếng Anh là Constant) là một đại lượng định danh được sử dụng để lưu trữ một giá trị. Điểm đặc biệt và quan trọng nhất của hằng số là giá trị này được giữ cố định ngay từ khi nó được khởi tạo hoặc khai báo, và sẽ không thay đổi trong suốt quá trình chương trình được thực thi.
Tính chất cốt lõi của hằng số chính là sự "bất biến" hay "không đổi" (immutable) của giá trị mà nó đại diện. Điều này có nghĩa là một khi bạn đã gán một giá trị cho hằng số, bạn sẽ không thể gán lại một giá trị khác hay sửa đổi giá trị ban đầu đó ở bất kỳ điểm nào khác trong mã nguồn của bạn. Mọi nỗ lực làm như vậy thường sẽ dẫn đến lỗi.
Việc định nghĩa hằng số giúp mã lệnh của chúng ta trở nên có cấu trúc và dễ hiểu hơn rất nhiều. Thay vì sử dụng các giá trị số "trần" lặp đi lặp lại, chúng ta gán cho giá trị đó một cái tên mang ý nghĩa, giúp lập trình viên khác (hoặc chính bạn sau này) dễ dàng hiểu mục đích của giá trị đó khi đọc lại code.
Khái niệm hằng số tồn tại trong hầu hết các ngôn ngữ lập trình hiện đại, mặc dù cú pháp và cách thực thi cụ thể có thể khác nhau đôi chút tùy thuộc vào ngôn ngữ. Tuy nhiên, nguyên lý cơ bản về giá trị không đổi luôn được duy trì. Điều này làm cho hằng số trở thành một công cụ mạnh mẽ để quản lý các giá trị cố định trong các ứng dụng phần mềm.
Chúng thường được sử dụng để đại diện cho các giá trị phổ quát, chẳng hạn như các hằng số toán học, các giá trị cấu hình hệ thống, hoặc các mã trạng thái. Bằng cách sử dụng hằng số, chúng ta đảm bảo rằng các giá trị quan trọng này luôn chính xác và nhất quán trong toàn bộ chương trình. Điều này góp phần vào sự ổn định và độ tin cậy của phần mềm.
Hằng số khác Biến (Variable) như thế nào?
Để hiểu rõ hơn về hằng số, cách tốt nhất là so sánh nó với người "anh em" rất đỗi quen thuộc trong lập trình: biến (Variable). Cả hằng số và biến đều là những đại lượng được đặt tên dùng để lưu trữ giá trị trong bộ nhớ của máy tính khi chương trình đang chạy.
Tuy nhiên, điểm khác biệt căn bản và quan trọng nhất giữa hằng số và biến nằm ở khả năng thay đổi giá trị sau khi chúng đã được khởi tạo. Đây là yếu tố định hình mục đích và cách sử dụng của từng loại trong mã nguồn.
Biến được thiết kế để giữ các giá trị có thể hoặc sẽ thay đổi trong suốt quá trình chương trình thực thi. Ví dụ, bạn có thể dùng biến để lưu trữ số lần lặp trong một vòng lặp, điểm số của người chơi trong game, hoặc dữ liệu nhập từ người dùng mà giá trị đó sẽ được cập nhật liên tục.
Ngược lại, hằng số chỉ được sử dụng cho các giá trị mà bạn biết chắc chắn sẽ không bao giờ thay đổi. Các giá trị này đã được xác định trước khi chương trình chạy hoặc ngay tại thời điểm khai báo và sẽ giữ nguyên cho đến khi chương trình kết thúc.
Về mặt cú pháp khai báo, nhiều ngôn ngữ lập trình sử dụng các từ khóa hoặc quy ước đặc biệt để phân biệt hằng số với biến. Chẳng hạn, trong Java có từ khóa final, trong C++ có const hoặc #define, còn trong Python có quy ước đặt tên bằng chữ in hoa (ALL_CAPS). Việc này giúp lập trình viên dễ dàng nhận biết ngay từ cái nhìn đầu tiên.
Một khác biệt nữa nằm ở cách trình biên dịch (compiler) hoặc trình thông dịch (interpreter) xử lý chúng. Đối với hằng số, vì giá trị đã được xác định và không đổi, trình biên dịch thường có thể thực hiện các tối ưu hóa hiệu quả hơn, thậm chí thay thế tên hằng số bằng chính giá trị của nó ngay tại thời điểm biên dịch (compiler-time optimization).
Mặc dù cả hai đều cần bộ nhớ để lưu trữ giá trị, nhưng cách quản lý và truy cập giá trị đó có thể khác nhau do tính chất thay đổi của biến và tính cố định của hằng số. Việc lựa chọn đúng giữa biến và hằng số phụ thuộc vào việc giá trị bạn cần lưu trữ có ý định thay đổi hay không.
Tóm lại, hãy nghĩ về biến như một chiếc hộp mà bạn có thể liên tục đặt và lấy đồ vật khác nhau vào, còn hằng số giống như một chiếc hộp đặc biệt chỉ cho phép bạn đặt một món đồ duy nhất vào đó một lần và niêm phong lại vĩnh viễn. Sự phân biệt này là cốt lõi để sử dụng chúng một cách hiệu quả trong lập trình.
Tại sao phải sử dụng Hằng số? Lợi ích là gì?
Có thể bạn sẽ tự hỏi: Nếu chỉ đơn giản là một giá trị cố định, tại sao không gõ trực tiếp giá trị đó vào code thay vì phải khai báo hằng số? Câu trả lời nằm ở những lợi ích đáng kể mà hằng số mang lại cho chất lượng và hiệu quả của mã nguồn. Việc sử dụng hằng số không chỉ là quy tắc mà còn là một thực tiễn tốt trong lập trình.
Lợi ích đầu tiên và quan trọng nhất là tăng tính dễ đọc (Readability) của mã nguồn. Hãy tưởng tượng bạn thấy con số 3.14159 xuất hiện nhiều lần trong code. Bạn có thể đoán đây là PI, nhưng nếu là số 0.1 hay 1.15 thì sao? Việc gán tên PI, TAX_RATE, hay DISCOUNT_FACTOR cho các giá trị đó dưới dạng hằng số giúp người đọc hiểu ngay ý nghĩa của con số mà không cần phải suy đoán.
Thứ hai, hằng số cải thiện đáng kể tính dễ bảo trì (Maintainability) của chương trình. Nếu một giá trị cố định (ví dụ: tỷ lệ hoa hồng, địa chỉ URL của API) được sử dụng ở hàng chục chỗ trong code và sau đó cần thay đổi, việc sử dụng hằng số cho phép bạn chỉ cần sửa đổi giá trị tại một vị trí duy nhất nơi hằng số được khai báo.
Điều này tránh được rủi ro quên cập nhật giá trị ở một chỗ nào đó nếu bạn gõ trực tiếp con số "ma thuật" (magic number) đó khắp nơi. Việc tìm và sửa hàng loạt các con số lặp lại không có tên gọi là rất tốn thời gian và dễ gây lỗi, đặc biệt là trong các dự án lớn với hàng ngàn dòng code. Hằng số giúp quá trình này trở nên nhanh chóng và an toàn hơn.
Thứ ba, hằng số giúp ngăn ngừa các lỗi tiềm ẩn do việc vô tình thay đổi giá trị. Vì trình biên dịch hoặc trình thông dịch sẽ báo lỗi ngay lập tức nếu bạn cố gắng gán lại giá trị cho hằng số, nó đóng vai trò như một "lưới an toàn" giúp bạn phát hiện sớm những sai sót logic có thể xảy ra nếu giá trị đó bị thay đổi mà không được chủ ý.
Ngoài ra, như đã đề cập, trong một số trường hợp và ngôn ngữ, việc sử dụng hằng số có thể mang lại lợi ích nhỏ về hiệu suất do trình biên dịch có thể thực hiện các tối ưu hóa nhất định. Mặc dù đây có thể không phải là lý do chính để sử dụng hằng số, nhưng nó là một điểm cộng thêm cho việc áp dụng thực tiễn này.
Cuối cùng, việc sử dụng hằng số là một phần của việc tuân thủ các quy tắc và chuẩn mực lập trình tốt. Nó thể hiện sự rõ ràng trong ý định của lập trình viên và giúp tạo ra mã nguồn có cấu trúc, dễ cộng tác và chuyên nghiệp hơn. Đây là một dấu hiệu của một lập trình viên cẩn thận và có kinh nghiệm.
Cách Khai báo Hằng số trong các Ngôn ngữ Lập trình phổ biến
Cú pháp để khai báo hằng số sẽ khác nhau tùy thuộc vào ngôn ngữ lập trình bạn đang sử dụng. Tuy nhiên, nguyên tắc cơ bản là bạn cần chỉ rõ rằng đại lượng này là hằng số và gán cho nó một giá trị ban đầu. Dưới đây là cách thực hiện trong một số ngôn ngữ phổ biến mà người mới bắt đầu thường gặp:
Khai báo Hằng số trong Java
Trong Java, bạn sử dụng từ khóa final để khai báo một hằng số. Từ khóa này áp dụng cho một biến, đảm bảo rằng giá trị của biến đó không thể thay đổi sau khi được gán lần đầu.
Cú pháp chung để khai báo hằng số trong Java là:final kieu_du_lieu TEN_HANG_SO = gia_tri;
Ví dụ:
Java
final double PI = 3.14159;
final int MAX_USERS = 100;
final String APP_NAME = "MyApp";
Ở đây, PI, MAX_USERS, và APP_NAME là các hằng số. Quy ước đặt tên hằng số trong Java (và nhiều ngôn ngữ khác) là sử dụng toàn bộ chữ cái in hoa và dấu gạch dưới (_) để phân tách các từ.
Việc cố gắng gán lại giá trị cho một hằng số final trong Java sẽ dẫn đến lỗi biên dịch (compile-time error). Điều này giúp bắt lỗi sớm ngay trong quá trình viết code.
Khai báo Hằng số trong Python
Python không có từ khóa final hoặc const chính thức để tạo hằng số theo cách mà Java hay C++ làm. Tuy nhiên, cộng đồng Python có một quy ước mạnh mẽ để chỉ ra rằng một biến được coi là hằng số.
Quy ước này là đặt tên biến hoàn toàn bằng chữ cái in hoa (ALL_CAPS). Ví dụ:
Python
PI = 3.14159
MAX_USERS = 100
APP_NAME = "MyApp"
Mặc dù bạn vẫn có thể thay đổi giá trị của PI sau khi khai báo theo cú pháp Python (ví dụ: PI = 3.0), nhưng việc làm này đi ngược lại quy ước và được coi là thực hành tồi. Các lập trình viên Python dựa vào sự kỷ luật để không sửa đổi các biến được đặt tên theo quy ước hằng số.
Một số lập trình viên Python có thể sử dụng các kỹ thuật nâng cao hơn (như tạo module riêng chỉ chứa hằng số hoặc dùng class với thuộc tính không thể sửa đổi) để "cưỡng chế" tính bất biến, nhưng quy ước ALL_CAPS là cách phổ biến và đơn giản nhất.
Khai báo Hằng số trong C++
C++ cung cấp hai cách phổ biến để định nghĩa hằng số: sử dụng từ khóa const hoặc sử dụng chỉ thị tiền xử lý #define.
Sử dụng const: Từ khóa const được đặt trước kiểu dữ liệu khi khai báo biến.
C++
const double PI = 3.14159;
const int MAX_USERS = 100;
const std::string APP_NAME = "MyApp";
Khi sử dụng const, trình biên dịch sẽ đảm bảo rằng giá trị của PI, MAX_USERS, APP_NAME không bị thay đổi. Đây là cách được khuyến khích hơn so với #define vì nó có kiểm tra kiểu dữ liệu và phạm vi hoạt động rõ ràng hơn.
Sử dụng #define: Chỉ thị tiền xử lý này thực hiện thay thế văn bản đơn giản trước khi biên dịch.
C++
#define PI 3.14159
#define MAX_USERS 100
#define APP_NAME "MyApp"
Ưu điểm của #define là nó không sử dụng bộ nhớ cho chính "hằng số" (vì nó chỉ là thay thế văn bản), nhưng nhược điểm là không có kiểm tra kiểu dữ liệu và phạm vi hoạt động toàn cục (trừ khi sử dụng #undefine), có thể gây ra các lỗi khó gỡ rối.
Khai báo Hằng số trong JavaScript
Trong JavaScript hiện đại (phiên bản ES6 trở lên), bạn sử dụng từ khóa const để khai báo hằng số. Tương tự như final trong Java hay const trong C++, từ khóa này đảm bảo rằng biến không thể được gán lại sau khi khởi tạo.
Cú pháp là:const TEN_HANG_SO = gia_tri;
Ví dụ:
JavaScript
const PI = 3.14159;
const MAX_USERS = 100;
const APP_NAME = "MyApp";
Cố gắng gán lại giá trị cho PI, MAX_USERS, hay APP_NAME sau khi chúng đã được khai báo bằng const sẽ gây ra lỗi TypeError. Lưu ý rằng với các kiểu dữ liệu tham chiếu (như object hoặc array), const chỉ đảm bảo rằng tham chiếu không thay đổi, chứ không đảm bảo nội dung bên trong object/array là bất biến.
Đối với các ngôn ngữ khác như C#, PHP, Swift, Kotlin,... cũng có các từ khóa hoặc cách tiếp cận tương tự (ví dụ: const trong C#, const hoặc define() trong PHP) để định nghĩa hằng số với nguyên lý giá trị không đổi.
Khi nào nên sử dụng Hằng số? (Use Cases)
Hiểu được hằng số là gì và cách khai báo chúng là bước đầu tiên. Bước tiếp theo là biết khi nào nên sử dụng chúng một cách hiệu quả. Việc áp dụng hằng số đúng lúc đúng chỗ sẽ giúp code của bạn trở nên chuyên nghiệp, dễ đọc và dễ bảo trì hơn đáng kể.
Nguyên tắc chung là bạn nên sử dụng hằng số cho bất kỳ giá trị nào mà bạn biết rằng sẽ không thay đổi trong suốt quá trình thực thi chương trình và giá trị đó có một ý nghĩa cụ thể. Dưới đây là một số trường hợp sử dụng phổ biến:
- Các Hằng số Toán học hoặc Khoa học: Các giá trị cố định được định nghĩa trong toán học, vật lý, hóa học,... Ví dụ điển hình là số PI (π=3.14159...), số Euler (e=2.71828...), tốc độ ánh sáng, hằng số hấp dẫn,... Việc sử dụng tên hằng số giúp code thể hiện rõ ràng công thức đang được tính toán.
- Các Giá trị Cấu hình: Các giá trị cài đặt cho ứng dụng của bạn mà không thay đổi trong quá trình chạy, mặc dù có thể thay đổi giữa các lần triển khai hoặc phiên bản. Ví dụ: kích thước mặc định của cửa sổ, số lượng bản ghi hiển thị trên một trang, thời gian chờ tối đa (timeout), tên cơ sở dữ liệu mặc định, đường dẫn file cấu hình.
- Mã Lỗi hoặc Mã Trạng thái: Các giá trị số hoặc chuỗi đại diện cho các trạng thái hoặc lỗi cụ thể trong hệ thống. Thay vì dùng số
404trực tiếp, bạn dùng hằng sốHTTP_STATUS_NOT_FOUND. Điều này giúp việc xử lý lỗi trở nên dễ đọc và nhất quán hơn rất nhiều. - Các Hằng số Chuỗi: Các chuỗi văn bản cố định thường xuyên lặp lại trong giao diện người dùng hoặc trong xử lý nghiệp vụ. Ví dụ: tên của một thư mục mặc định, thông báo lỗi chung, nhãn của các nút cố định.
- Các Giá trị Ngưỡng hoặc Giới hạn: Các giá trị xác định giới hạn hoặc ngưỡng cho một quy trình nào đó. Ví dụ: số lần thử đăng nhập tối đa, giới hạn kích thước file tải lên, điểm sàn để đạt yêu cầu.
- Hằng số liên quan đến Tính toán Nghiệp vụ: Các giá trị cố định được sử dụng trong các công thức tính toán đặc thù của lĩnh vực nào đó. Ví dụ: tỷ lệ thuế suất cố định, lãi suất cơ bản (nếu cố định), các hệ số chuyển đổi đơn vị.
Việc xác định khi nào một giá trị nên là hằng số đôi khi đòi hỏi kinh nghiệm, nhưng một nguyên tắc nhỏ là: nếu giá trị đó không bao giờ thay đổi trong ngữ cảnh bạn đang sử dụng và nó có một ý nghĩa rõ ràng, hãy cân nhắc biến nó thành hằng số. Điều này là một bước nhỏ nhưng tạo ra sự khác biệt lớn về chất lượng code về lâu dài.
Nguồn tham khảo: https://interdata.vn/blog/hang-so-la-gi/
CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM:
Nắm vững kiến thức nền tảng giúp bạn code tốt hơn mỗi ngày. Để ứng dụng và triển khai thực tế các dự án sau này, bạn cần một môi trường mạnh mẽ, ổn định. Dịch vụ thuê VPS giá rẻ - uy tín - tốc độ cao InterData chỉ từ 3K/Ngày, với cấu hình (AMD EPYC Gen 3th, SSD NVMe U.2), băng thông cao, công nghệ ảo hóa tiên tiến, mang lại tốc độ, chất lượng, ổn định cho học tập, phát triển.