• const关键字的深度解析


    转自:http://www.cnblogs.com/zhengyuhong/archive/2011/12/23/2299713.html

    注意:当const修饰函数的输入参数和返回值时,一定是和对象的指针或引用结合在一起的。这既保证了函数的效率(传入、返回的对

    象指针或引用不必像传值那样经过函数内部临时对象的构造、赋值、析构等过程 [这里的“传值”指的是传对象的值,不是传内置数据

    的值] ),又保证了数据的安全性;而当const修饰成员函数时,实际上是通过编译器使得传入成员函数的this指针变为常指针()--这样

    就保证了该成员函数无法修改引用该函数对象的数据成员,而这也是const成员函数不能是static函数的原因--static函数没有this指

    针。

    注一:

    成员函数的this指针本身已经是指针常量,再加之以const修饰,则this指针变为指向常量的指针常量。

    如成员函数int CMyClass::Func(int a),经过编译器修饰后变为(忽略名称重整,下同):

    int CMyClass::Func(int a, CMyClass * const this); //此时this值不可修改,this指向的值可修改

    如果是常成员函数即:int CMyClass::Func(int a) const,则经过编译器修饰后变为:

    int CMyClass::Func(int a, CMyClass const * const this); //此时this值不可修改,this指向的值也不可修改


    看到const 关键字,C++程序员首先想到的可能是const 常量。这可不是良好的条件反射。如果只知道用const 定义常量,那

    么相当于把火药仅用于制作鞭炮。const 更大的魅力是它可以修饰函数的参数、返回值,甚至函数的定义体。

    const 是constant 的缩写,“恒定不变”的意思。被const 修饰的东西都受到强制保护,可以预防意外的变动,能提高程序的

    健壮性。所以很多C++程序设计书籍建议:“Use const whenever you need”。

    1.用const 修饰函数的参数

    如果参数作输出用,不论它是什么数据类型,也不论它采用“指针传递”还是“引用传递”,都不能加const 修饰,否则该参

    数将失去输出功能。const 只能修饰输入参数

    如果输入参数采用“指针传递”,那么加const 修饰可以防止意外地改动该指针,起到保护作用。

    例如StringCopy 函数:

    void StringCopy(char *strDestination, const char *strSource);

    其中strSource 是输入参数,strDestination 是输出参数。给strSource 加上const修饰后,如果函数体内的语句试图改动

    strSource 的内容,编译器将指出错误。

    如果输入参数采用“值传递”,由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数,该输入参数本来就无需保护,所以不要加

    const 修饰。

    例如不要将函数void Func1(int x) 写成void Func1(const int x)。同理不要将函数void Func2(A a) 写成void Func2

    (const A a)。其中A 为用户自定义的数据类型。

    对于非内部数据类型的参数而言,象void Func(A a) 这样声明的函数注定效率比较底。因为函数体内将产生A 类型的临时对象

    用于复制参数a,而临时对象的构造、复制、析构过程都将消耗时间。

    为了提高效率,可以将函数声明改为void Func(A &a),因为“引用传递”仅借用一下参数的别名而已,不需要产生临时对

    象。但是函数void Func(A &a) 存在一个缺点:

    “引用传递”有可能改变参数a,这是我们不期望的。解决这个问题很容易,加const修饰即可,因此函数最终成为void Func

    (const A &a)。

    以此类推,是否应将void Func(int x) 改写为void Func(const int &x),以便提高效率?完全没有必要,因为内部数据类型

    的参数不存在构造、析构的过程,而复制也非常快,“值传递”和“引用传递”的效率几乎相当。

    问题是如此的缠绵,我只好将“const &”修饰输入参数的用法总结一下。

    对于非内部数据类型(例如某个类的对象)的输入参数,应该将“值传递”的方式改为“const 引用传递”,目的是提高效

    率。例如将void Func(A a) 改为void Func(const A &a)。

    对于内部数据类型的输入参数,不要将“值传递”的方式改为“const 引用传递”。否则既达不到提高效率的目的,又降低了

    函数的可理解性。例如void Func(int x) 不应该改为void Func(const int &x)。

    2.用const 修饰函数的返回值

    如果给以“指针传递”方式的函数返回值加const 修饰,那么(1)函数返回值(即指针)的内容不能被修改,(2)该返回值只能

    被赋给加const 修饰的同类型指针。例如函数:

    const char * GetString(void);

    如下语句将出现编译错误:
    char *str = GetString();

    正确的用法是
    const char *str = GetString();

    如果函数返回值采用“值传递方式”,由于函数会把返回值复制到外部临时的存储单元中,加const 修饰没有任何价值。

    例如不要把函数int GetInt(void) 写成const int GetInt(void)。

    同理不要把函数A GetA(void) 写成const A GetA(void),其中A 为用户自定义的数据类型。

    如果返回值不是内部数据类型,将函数A GetA(void) 改写为const A & GetA(void)的确能提高效率。但此时千万千万要小

    心,一定要搞清楚函数究竟是想返回一个对象的“拷贝”还是仅返回“别名”就可以了,否则程序会出错。

    函数返回值采用“引用传递”的场合并不多,这种方式一般(1)只出现在类的赋值函数中,(2)目的是为了实现链式表达

    例如:
    class A
    {
    A & operate = (const A &other); // 赋值函数
    };
    A a, b, c; // a, b, c 为A 的对象

    a = b = c; // 正常的链式赋值

    (a = b) = c; // 不正常的链式赋值,但合法

    如果将赋值函数的返回值加const 修饰,那么该返回值的内容不允许被改动。上例中,语句 a = b = c 仍然正确,但是语句

    (a = b) = c 则是非法的。

    3.const 成员函数(const的作用:说明其不会修改数据成员)

    任何不会修改数据成员的函数都应该声明为const 类型。如果在编写const 成员函数时,不慎修改了数据成员,或者调用了其它

    非const 成员函数,编译器将指出错误,这无疑会提高程序的健壮性。以下程序中,类stack 的成员函数GetCount 仅用于计

    数,从逻辑上讲GetCount 应当为const 函数。编译器将指出GetCount 函数中的错误。

    class Stack
    {
    public:
    void Push(int elem);
    int Pop(void);
    int GetCount(void) const; // 声明const 成员函数
    private:
    int m_num;
    int m_data[100];
    };

    int Stack::GetCount(void) const //实现const成员函数,const关键字不可缺少
    {
    ++ m_num; // 编译错误,企图修改数据成员m_num
    Pop(); // 编译错误,企图调用非const 函数
    return m_num;
    }

    const 成员函数的声明看起来怪怪的:const 关键字只能放在函数声明的尾部,大概是因为其它地方都已经被占用了。

    关于const函数的几点规则:

    a. const对象只能访问const成员函数,而非const对象可以访问任意的成员函数,包括const成员函数.

    b. const对象的成员是不可修改的,然而const对象通过指针维护的对象却是可以修改的.

    c. const成员函数不可以修改对象的数据,不管对象是否具有const性质.它在编译时,以是否修改成员数据为依据,进行检查.

    e. 然而加上mutable修饰符的数据成员,对于任何情况下通过任何手段都可修改,自然此时的const成员函数是可以修改它的

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