• const in C++


        const关键字是C++中常用的类型修饰符,用法非常灵活,使用const将大大改善程序的健壮性。

    const的作用

        1.  定义const常量;

             比如:

                 const int Max = 100;

        2.  便于类型检查;

             const 常量有数据类型,而宏常量没有数据类型。

             编译器对前者进行类型安全检查;

                     对后者只进行字符替换,没有类型安全检查,在字符替换时可能会产生意料不到的错误。

             比如:

                 void func( const int nNum ) {……}  // 对传入的参数进行类型检查,不匹配则提示

        3.  保护被修饰对象;

             防止意外的修改,增强程序的健壮性。

             比如:

                 void func( const int nNum ) { nNum = 10; // error 编译器报错 }

        4.  便于对参数进行修改和调整

             同宏定义一样,可以做到不变则已,一变都变。

        5.  为函数重载提供一个参考

             比如:

                 class CExample

                 {

                     ……

                     void func( const int nNum ) {……}            // 函数func

                     void func( const int nNum ) const {……}   //  函数func重载

                 }

       6.  节省空间,避免不必要的内存分配;

             const定义常量从汇编的角度来看,只是给出了对应的内存地址,而不是像#define一样给出的是立即数,所以,const定义的常量在程序运行过程中只有一份拷贝,而#define定义的常量在内存中有若干个拷贝。

             比如:

                 #define   PI   3.14159           // 常量宏

                 const double Pi = 3.14159;    //  此时并未将Pi放入ROM中

                 ……

                 double i = Pi;                      // 此时为Pi分配内存,以后不再分配

                 double I = PI;                     // 编译期间进行宏替换,分配内存

                 double j = Pi;                      // 没有内存分配

                 double J = PI;                     // 再进行宏替换,又一次分配内存

        7.  提高效率

            编译器通常不为普通const常量分配存储空间,而是将它们保存在符号表中,这使得它成为一个编译期间的常量,没有了存储于读内存的操作,效率提高。

    const的使用

        1.  常量 

            TYPE const ValueName = value;
                 const TYPE ValueName = value;

            以上两种定义形式在本质上是一样的,指const修饰的类型为TYPE的变量value是不可变的。

     

        2.  指针

            (1) 指针不可变

                 (TYPE*) const pValue;

                 const (TYPE*) pValue;

            (2) 内容不可变

                 (TYPE) const *pValue;

                 const (TYPE) *pValue;

            (3) 指针及内容皆不可变

                 const TYPE* const pValue;

            沿着*号划一条线,如果const位于*的左侧,则const就是用来修饰指针所指向的变量,即指针指向为常量;如果const位于*的右侧,const就是修饰指针本身,即指针本身是常量。

        3.  函数

            (1) 修饰函数参数

                 a. 传递过来的参数在函数内不可以改变(无意义,因为Var本身就是形参)

                     void func(const TYPE Var);

                 b. 参数指针所指内容为常量不可变

                     void func(const TYPE* Var);

                 c. 参数指针本身为常量不可变(也无意义,因为char* Var也是形参)

                     void func(TYPE* const Var);

                 d. 参数为引用,为了增加效率同时防止修改。修饰引用参数时:

                     void func(const TYPE& Var); //引用参数在函数内为常量不可变

                     const引用传递和最普通的函数按值传递的效果是一模一样的,禁止对引用的对象的一切修改,唯一不同的是按值传递会先建立一个类对象的副本,然后传递过去,而引用则是直接传递地址,所以这种传递比按值传递更有效。另外只有引用的const传递可以传递一个临时对象,因为临时对象都是const属性, 且是不可见的,他短时间存在一个局部域中,所以不能使用指针,只有引用的const传递能够捕捉到这个家伙。

            (2) const 修饰函数返回值

                 const修饰函数返回值其实用的并不是很多,它的含义和const修饰普通变量以及指针的含义基本相同。

                 a. const TYPE func()        // 这个其实无意义,因为参数返回本身就是赋值。

                 b. const TYPE * func()     // 调用时 const TYPE *pValue = func();

                                                     // 可以把func()看作成一个变量,即指针内容不可变。

                 c. TYPE* const func()      // 调用时 TYPE * const pValue = func();

                                                     // 可以把func()看作成一个变量,即指针本身不可变。

            一般情况下,函数的返回值为某个对象时,如果将其声明为const时,多用于操作符的重载。通常,不建议用const修饰函数的返回值类型为某个对象或对某个对象引用的情况。原因如下:如果返回值为某个对象为const(const A test = A 实例)或某个对象的引用为const(const A& test = A实例),则返回值具有const属性,则返回实例只能访问类A中的公有(保护)数据成员和const成员函数,并且不允许对其进行赋值操作,这在一般情况下很少用到。

        4.  类

            (1) const修饰成员变量
                      const修饰类的成员函数,表示成员常量,不能被修改,同时它只能在初始化列表中赋值。

                 比如:

                          class A

                          {

                          public:

                              A(int x): nValue(x) { } ; //只能在初始化列表中赋值

                              ……

                         private:

                              const int nValue;           //成员常量不能被修改

                              ……

                         }

            (2) const修饰成员函数

                 const修饰类的成员函数,则该成员函数不能修改类中任何非const成员函数。一般写在函数的最后来修饰。

                 比如:

                      class A

                      {

                          ……

                          void function()const; // 常成员函数,它不改变对象的成员变量,也不能调用类中任何非const成员函数

                      }

                 对于const类对象/指针/引用,只能调用类的const成员函数,因此,const修饰成员函数的最重要作用就是限制对于const对象的使用。

                 a. const成员函数不被允许修改它所在对象的任何一个数据成员。

                 b. const成员函数能够访问对象的const成员,而其他成员函数不可以。

            (3) const修饰类对象/对象指针/对象引用

                 const修饰类对象表示该对象为常量对象,其中的任何成员都不能被修改。对于对象指针和对象引用也是一样。

                 const修饰的对象,该对象的任何非const成员函数都不能被调用,因为任何非const成员函数会有修改成员变量的企图。

                 比如:

                      class CExample

                      {

                          void func1();

                          void func2() const;

                      }

                      const CExample cExp;

                      cExp.func1();     // 错误

                      cExp.func2();     // 正确

                      const CExample* pcExp = new CExample();

                      pcExp->func1();  // 错误

                      pcExp->func2();  // 正确

    const类型转化为非const类型

        用法:const_cast <type_id>  (expression)

               该运算符用来修改类型的const或volatile属性。除了const 或volatile修饰之外,type_id和expression的类型是一样的.

                  1.  常量指针被转化成非常量指针,并且仍然指向原来的对象;

                  2.  常量引用被转换成非常量引用,并且仍然指向原来的对象;

                  3.  常量对象被转换成非常量对象。

     

    部分使用说明

        1.  大胆使用const,前提是必须搞清楚原委;

        2.  避免最一般的赋值操作错误,如将const变量赋值;

        3.  在参数中使用const应该使用引用或指针,而不是一般的对象实例;

        4.  const在成员函数中的三种用法(参数、返回值、函数)要很好的使用;

        5.  不要轻易的将函数的返回值类型定为const;

        6.  除了重载操作符外一般不要将返回值类型定为对某个对象的const引用;

        7.  任何不会修改数据成员的函数都应该声明为const 类型;

        8.  类内部的常量限制:使用这种类内部的初始化语法的时候,常量必须是被一个常量表达式初始化的整型或枚举类型,而且必须是static和const形式。

        9.  如何初始化类内部的常量:

            一种方法就是static 和 const 并用,在外部初始化,比如:

                 class A

                 {

                 public:

                     A() {}

                 private:

                     static const int i; file://注意必须是静态的!

                 };

                 const int A::i=3;

            另一个很常见的方法就是初始化列表,比如:

                 class A

                 {

                 public:

                 A(int i=0):test(i) {}

                 private:

                 const int i;

                 };

            还有一种方式就是在外部初始化,

        10.  如果在非const成员函数中,this指针只是一个类类型的;

              如果在const成员函数中,this指针是一个const类类型的;

              如果在volatile成员函数中,this指针就是一个volatile类类型的。

        11.  new返回的指针必须是const类型的。

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