const的使用规则(高质量c++)

来源:互联网 发布:淘宝店铺店名 编辑:程序博客网 时间:2024/05/20 03:07

使用const提高函数的健壮性

        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”。


11.1.1 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,如表 11-1-1所示。

 
1.对于非内部数据类型的输入参数,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)。 
2.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)。 
表 11-1-1 “const &”修饰输入参数的规则 


11.1.2 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。 


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。见 6.2 节“返回值的规则”。


‹  函数返回值采用“引用传递”的场合并不多,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。

 
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。

 

11.1.3 const成员函数 

        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; // 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; 


        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。

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