const用法详解

前言：面向对象是C++的重要特性，但是C++在c的基础上新增加的几点优化也是很耀眼的。就const直接可以取代c中的#define。

1、              限定符声明变量只能被读

const int i=5;

int j=0;

...

i=j;  //非法，导致编译错误

j=i;  //合法

2、              必须初始化

const int i=5;    //合法

const int j;      //非法，导致编译错误

3、              在另一连接文件中引用const常量

extern const int i;          //合法

extern const int j=10;      //非法，常量不可以被再次赋值

4、              便于进行类型检查

用const方法可以使编译器对处理内容有更多了解。

#define I=10

const long &i=10; 

/* 提醒：由于编译器的优化，使得在const long i=10; 时i不被分配内存，而是已10直接代入 以后的引用中，以致在以后的代码中没有错误，为达到说教效果，特别地用&i明确地给出了i的内存分配。不过一旦你关闭所 有优化措施，即使const long i=10;也会引起后面的编译错误。*/

char h=I;      //没有错

char h=i;      //编译警告，可能由于数的截短带来错误赋值。

 

5、              可以避免不必要的内存分配

#define STRING "abcdefghijklmn /n"

const char string[]="abcdefghijklmn /n";

...

printf(STRING);        // 为STRING分配了第一次内存

printf(string);           // 为string一次分配了内存

...

printf(STRING);        // 为STRING分配了第二次内存

printf(string);

...

  由于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。

6、              可以通过函数对常量进行初始化

int value();

const int i=value();

假定对ROM编写程序时，由于目标代码的不可改写， 本语句将会无效，不过可以变通一下：

const int &i=value();

只要令i的地址处于ROM之外，即可实现：

i通过函数初始化，而其 值有不会被修改。

7、              是不是const的常量值一定不可以被修改呢？

观察以下代码：

const int i=0;

int *p=(int*)&i;

p=100;

通过强制类型转换，将地址赋给变量，再作修改即可以改变const常量值。

 

8、              请分清数值常量和指针常量，以下声明颇为玩味：

int ii=0;

const int i=0;                    //i是常量，i的值不会被修改

const int *p1i=&i;           //指针p1i所指内容是常量，可以不初始化

int * const p2i=ⅈ        //指针p2i是常量，所指内容可修改

const int * const p3i=&i;           //指针p3i是常量，所指内容也是常量

p1i=ⅈ                   //合法

*p2i=100;                   //合法

                  

const int* a = &               [1]

int const *a = &                 [2]

int* const a = &               [3]

const int* const a = &           [4]

如果const位于星号的左侧，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位于星号的右侧，const就是修饰指针本身，即指针本身是常量。因此，[1]和[2]的情况相同，都是指针所指向的内容为常量（const放在变量声明符的位置无关），这种情况下不允许对内容进行更改操作，如不能*a = 3 ；[3]为指针本身是常量，而指针所指向的内容不是常量，这种情况下不能对指针本身进行更改操作，如a++是错误的；[4]为指针本身和指向的内容均为常量。

[思考1]： 以下的这种赋值方法正确吗？

const A* c=new A();

A* e = c;

[思考2]： 以下的这种赋值方法正确吗？

A* const c = new A();

A* b = c;

9、              const 修饰类的数据成员。如：

class A

{

const int size;

…

}

const数据成员只在某个对象生存期内是常量，而对于整个类而言却是可变的。因为类可以创建多个对象，不同的对象其const数据成员的值可以不同。所以不能在类声明中初始化const数据成员，因为类的对象未被创建时，编译器不知道const 数据成员的值是什么。如

class A

{

const int size = 100;       //错误

int array[size];          //错误，未知的size

}

const数据成员的初始化只能在类的构造函数的初始化表中进行。要想建立在整个类中都恒定的常量，应该用类中的枚举常量来实现。如

class A

{…

enum {size1=100, size2 = 200 };

int array1[size1];

int array2[size2];

}

枚举常量不会占用对象的存储空间，他们在编译时被全部求值。但是枚举常量的隐含数据类型是整数，其最大值有限，且不能表示浮点数。

10、         函数声明

在一个函数声明中,const 可以修饰函数的返回值，或某个参数；对于成员函数，还可以修饰是整个函数。有如下几种情况：

A& operator=(const A& a);       // 修饰引用类型参数

void fun0(const A* a );               // 修饰指针类型参数

void fun1( ) const;                       // 修饰成员函数、fun1()为类成员函数

const A fun2( );                             // 修饰返回值

 

1）   修饰参数的const，如:

void fun0(const A* a ); void fun1(const A& a);

调用函数的时候，用相应的变量初始化const常量，则在函数体中，按照const所修饰的部分进行常量化，如形参为const A* a，则不能对传递进来的指针的内容进行改变，保护了原指针所指向的内容；如形参为const A& a，则不能对传递进来的引用对象进行改变，保护了原对象的属性。

[注意]：参数const通常用于参数为指针或引用的情况，且只能修饰输入参数;若输入参数采用“值传递”方式，由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数，该参数本就不需要保护，所以不用const修饰。

[总结]：对于非内部数据类型的输入参数，因该将“值传递”的方式改为“const引用传递”，目的是为了提高效率。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）   修饰返回值的const，如

const A fun2( ); const A* fun3( );

这样声明了返回值后，const按照"修饰原则"进行修饰，起到相应的保护作用。const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs)

{

return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),

lhs.denominator() * rhs.denominator());

}

返回值用const修饰可以防止允许这样的操作发生:Rational a,b;

Radional c;

(a*b) = c;

一般用const修饰返回值为对象本身（非引用和指针）的情况多用于二目操作符重载函数并产生新对象的时候。

[总结]

a)       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。

b)       如果给采用“指针传递”方式的函数返回值加const修饰，那么函数返回值（即指针）的内容不能被修改，该返回值只能被赋给加const 修饰的同类型指针。如：

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();

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

(a=b)=c;          // 不正常，但是合法

若负值函数的返回值加const修饰，那么该返回值的内容不允许修改，上例中a=b=c依然正确。(a=b)=c就不正确了。

[思考3]： 这样定义赋值操作符重载函数可以吗？

const A& operator=(const A& a);

11、         类成员函数中const的使用

一般放在函数体后，形如:

void fun() const;

任何不会修改数据成员的函数都因该声明为const类型。如果在编写const成员函数时，不慎修改了数据成员，或者调用了其他非const成员函数，编译器将报错，这大大提高了程序的健壮性。如：

class Stack

{

public:

void Push(int elem);

int Pop(void);

int GetCount(void) const;  //const 成员函数

private:

           int m_num;

            int m_data[100];

};

 

int Stack::GetCount(void) const

{

                ++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;

}

12、         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;

 

[思考题答案]

1、  这种方法不正确，因为声明指针的目的是为了对其指向的内容进行改变，而声明的指针e指向的是一个常量，所以不正确；

2、 这种方法正确，因为声明指针所指向的内容可变；

3、 这种做法不正确；

在const A::operator=(const A& a)中，参数列表中的const的用法正确，而当这样连续赋值的时侯，问题就出现了：

A a,b,c:

(a=b)=c;

因为a.operator=(b)的返回值是对a的const引用，不能再将c赋值给const常量。