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。