• 关于const的全面总结


      const是C++中常用的类型修饰符,常类型是指使用类型修饰符const说明的类型,常类型的变量或对象的值是不能被更新的。

      1.  const作用概述

      1.1  可以定义const常量

      参考代码

    const int Max=100;
    

      1.2  便于进行类型检查

      const常量有数据类型,而宏常量没有数据类型,编译器可以对前者进行类型安全检查,而对后者只进行字符替换,没有类型安全检查,并且在字符替换时可能会产生意料不到的错误。

      参考代码

    void f(const int i){...}
    //对传入的参数进行类型检查,不匹配进行提示
    

      1.3  可以保护被修饰的东西

      防止意外的修改,增强程序的健壮性。

      参考代码

    void f(const int i){i=10;//error!}
    //如果在函数体内修改了,编译器就会报错
    

      1.4  可以很方便的进行参数的调整和修改

      同宏定义一样,可以做到不变则已,一变都变。

      1.5  为函数重载提供了一个参考

      参考代码

    class A
    {
      ...
      void f(int i){...} //一个函数
      void f(int i) const {...} //上一个函数的重载
      ...
    };
    

      1.6  可以节省空间,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。

      参考代码

    #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
    

      1.7  提高了效率

      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,没有了存储与读内存的操作,使得它的效率也很高。

      2.  const的使用

      2.1  定义常量

      2.1.1  const修饰变量,以下两种形式在本质上是一样的。它的含义是:const修饰的类型为TYPE的变量value是不可变的。

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

      2.1.2  将const改为外部连接,作用域扩大至全局,编译时会分配内存,并且可以不进行初始化,仅仅作为声明,编译器认为在程序其他地方进行了定义。

    extend const int ValueName=value;
    

      2.2  指针使用const

      2.2.1  指针本身是常量不可变

    (char*) const pContent;
    const (char*) pContent;
    

      2.2.2  指针所指向的内容是常量不可变

    const (char) *pContent;
    (char) const *pContent;
    

      2.2.3  两者都不可变

    const char* const pContent;
    

      3.  函数中使用const

      3.1  const修饰函数参数

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

    void function(const int Var);
    

      3.1.2  参数指针所指内容为常量不可变

    void function(const char* Var);
    

      3.1.3  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 function(char * const Var);
    

      3.1.4  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 function(const Class& Var); //引用参数在函数体内不可以改变
    void function(const TYPE& Var); //引用参数在函数体内为常量不可变
    

      这样的一个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,他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,而他直接传递地址,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。

      3.2  const修饰函数返回值

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

    const int fun1(); //这个其实无意义,因为参数返回本身就是赋值
    const int *fun2(); //调用时const int *pValue=fun2();我們可以把fun2()看作一个变量,即指针内容不可变
    int* const fun3(); //调用时int * const pValue=fun2();我們可以把fun2()看作一个变量,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.  类相关const

      4.1  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。

    class A
    {
      ...
      const int nValue; //成员常量不能被修改
      ...
      A(int x):nValue(x){}; //只能在初始化列表中赋值
    }
    

      4.2  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。

    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。

      4.2.3  const修饰类对象,对象指针,对象引用

      a.  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。

      b.  const修饰的对象,该对象的人任何非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。

      例如

    class AAA
    {
      void func1();
      void func2() const;
    }
    
    const AAA aObj;
    aObj.func1(); //error
    aObj.func2(); //正确
    
    const AAA* aObj=new AAA();
    aObj->func1(); //error
    aObj->func2(); //正确
    

      3.  将const类型转化为非const类型的方法

      采用const_cast进行转换。

      用法:const_cast <type_id> (expression)

      改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。

      a.  常量指针被转化为非常量指针,并且仍然指向原来的对象;

      b.  常量引用被转换成非常量引用,并且仍然指向原来的对象;

      c.  常量对象被转换成非常量对象。

      4.  使用const的一些建议

      a.  要大胆的使用const,这将给你带来无尽的益处,但前提是你必须搞清楚原委;

      b.  要避免最一般的赋值操作错误,如将const变量赋值,具体可以见思考题;

      c.  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,原因同上;

      d.  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;

      e.  不要轻易的将函数的返回值类型定为const;

      f.  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;

      g.  任何不会修改数据成员的函数都应该声明为const类型。

      5.  补充重要说明

      a.  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。

      b.  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,例如:

    class A
    {
    public:
      A(){}
    private:
      static const int i; //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

    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。

      c.  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。

      d.  new返回的指针必须是const类型的。

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