const与extren大全

来源:互联网 发布:c语言调用函数被跳过 编辑:程序博客网 时间:2024/03/29 02:35
1.       const常量,如const int max = 100; 
优点: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(边际效应)
2.       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。
3.       const修饰指针的情况,见下式:
int b = 500;
const int* a = &           [1]
int const *a = &           [2]
int* const a = &           [3]
const int* const a = &     [4]

如果你能区分出上述四种情况,那么,恭喜你,你已经迈出了可喜的一步。不知道,也没关系,我们可以参考《Effective c++Item21上的做法,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][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。
4.     const的初始化

先看一下const变量初始化的情况
1) 非指针const常量初始化的情况:A b;
const A a = b;

2)
指针const常量初始化的情况:
A* d = new A();
const A* c = d;
或者:const A* c = new A();
3引用const常量初始化的情况:
A f;
const A& e = f;      //
这样作e只能访问声明为const的函数,而不能访问一           
般的成员函数;

    [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;
5.     另外const 的一些强大的功能在于它在函数声明中的应用。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,以下会逐渐的说明用法:A& operator=(const A& a);
void fun0(const A* a );
void fun1( ) const; // fun1( )
为类成员函数
const A fun2( );
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]
1.     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constconst A test = A 实例)或某个对象的引用为constconst 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。
2.       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();
3.     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赙值函数中,目的是为了实现链式表达。如:
class A
{…
 A &operate = (const A &other); //负值函数
}
A a,b,c;              //a,b,c
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);
6.     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;
}
7.       使用const的一些建议

1 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;
2 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;
3 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;
4 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;
5 不要轻易的将函数的返回值类型定为const;
6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;
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aconst引用,不能再将c赋值给const常量。
extern是C/C++语言中表明函数和全局变量作用范围(可见性)的关键字.它告诉编译器,其声明的函数和变量可以在本模块或其它模块中使用。
1。对于extern变量来说,仅仅是一个变量的声明,其并不是在定义分配内存空间。如果该变量定义多次,会有连接错误
2。通常,在模块的头文件中对本模块提供给其它模块引用的函数和全局变量以关键字extern声明。也就是说c文件里面定义,如果该函数或者变量与开放给外面,则在h文件中用extern加以声明。所以外部文件只用include该h文件就可以了。而且编译阶段,外面是找不到该函数的,但是不报错。link阶段会从定义模块生成的目标代码中找到此函数。
3。与extern对应的关键字是static,被它修饰的全局变量和函数只能在本模块中使用。
常常见extern放在函数的前面成为函数声明的一部分,那么,C语言的关键字extern在函数的声明中起什么作用?

  答案与分析:

  如果函数的声明中带有关键字extern,仅仅是暗示这个函数可能在别的源文件里定义,没有其它作用。即下述两个函数声明没有明显的区别:

  extern int f(); 和int f();


  当然,这样的用处还是有的,就是在程序中取代include “*.h”来声明函数,在一些复杂的项目中,我比较习惯在所有的函数声明前添加extern修饰。

  4 问题:extern 函数2

  当函数提供方单方面修改函数原型时,如果使用方不知情继续沿用原来的extern申明,这样编译时编译器不会报错。但是在运行过程中,因为少了或者多了输入参数,往往会照成系统错误,这种情况应该如何解决?

  答案与分析:

  目前业界针对这种情况的处理没有一个很完美的方案,通常的做法是提供方在自己的xxx_pub.h中提供对外部接口的声明,然后调用方include该头文件,从而省去extern这一步。以避免这种错误。
在一个头文件中声明的函数
//head.h
#ifndef __HEAD_H__
#define __HEAD_H__
extern void fun();
#endif
的作用是想让其他有 #include "head.h"的文件都有 extern void fun();这句话。这样的话,在连接的时候就会自动去找到fun函数的实现.因为对于函数来说:
void fun();
这样也算是声明。所以我认为 这里写不写extern都可以。但是如果是变量就不同了。
//head.h
#ifndef __HEAD_H__
#define __HEAD_H__
extern int i;
#endif
//test.cpp
#include "head.h"
int i=3;
//main.cpp
#include "head.h"
#include <iostream>
using namespace std;
//如果head.h里面没有写 extern int i;
//在这里添加也一样
//extern int i;
int main()
{
      cout<<i<<endl;
      return 0;
}
extern可以置于变量或者函数前,以标示变量或者函数的定义在别的文件中,提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义。
  另外,extern也可用来进行链接指定。

  2 问题:extern 变量
  在一个源文件里定义了一个数组:
char a[6];
  在另外一个文件里用下列语句进行了声明:
extern char *a;
  请问,这样可以吗?
  答案与分析:
  1)、不可以,程序运行时会告诉你非法访问。原因在于,指向类型T的指针并不等价于类型T的数组。extern char *a声明的是一个指针变量而不是字符数组,因此与实际的定义不同,从而造成运行时非法访问。应该将声明改为extern char a[ ]。
  2)、例子分析如下,如果a[] = "abcd",则外部变量a=0x61626364 (abcd的ASCII码值),*a显然没有意义,如下图:
  显然a指向的空间(0x61626364)没有意义,易出现非法内存访问。
  3)、这提示我们,在使用extern时候要严格对应声明时的格式,在实际编程中,这样的错误屡见不鲜。
  4)、extern用在变量声明中常常有这样一个作用,你在*.c文件中声明了一个全局的变量,这个全局的变量如果要被引用,就放在*.h中并用extern来声明。
  3 问题:extern 函数1
  常常见extern放在函数的前面成为函数声明的一部分,那么,C语言的关键字extern在函数的声明中起什么作用?
  答案与分析:
  如果函数的声明中带有关键字extern,仅仅是暗示这个函数可能在别的源文件里定义,没有其它作用。即下述两个函数声明没有明显的区别:
 
extern int f(); 和int f();
  当然,这样的用处还是有的,就是在程序中取代include “*.h”来声明函数,在一些复杂的项目中,我比较习惯在所有的函数声明前添加extern修饰。
  4 问题:extern 函数2
  当函数提供方单方面修改函数原型时,如果使用方不知情继续沿用原来的extern申明,这样编译时编译器不会报错。但是在运行过程中,因为少了或者多了输入参数,往往会照成系统错误,这种情况应该如何解决?
  答案与分析:
  目前业界针对这种情况的处理没有一个很完美的方案,通常的做法是提供方在自己的xxx_pub.h中提供对外部接口的声明,然后调用方include该头文件,从而省去extern这一步。以避免这种错误。
  宝剑有双锋,对extern的应用,不同的场合应该选择不同的做法。
  5 问题:extern “C”
  在C++环境下使用C函数的时候,常常会出现编译器无法找到obj模块中的C函数定义,从而导致链接失败的情况,应该如何解决这种情况呢?
  答案与分析:
  C++语言在编译的时候为了解决函数的多态问题,会将函数名和参数联合起来生成一个中间的函数名称,而C语言则不会,因此会造成链接时找不到对应函数的情况,此时C函数就需要用extern “C”进行链接指定,这告诉编译器,请保持我的名称,不要给我生成用于链接的中间函数名。
  下面是一个标准的写法:
 
//在.h文件的头上
#ifdef __cplusplus
#if __cplusplus
extern "C"{
 #endif
 #endif /* __cplusplus */
 …
 …
 //.h文件结束的地方
 #ifdef __cplusplus
 #if __cplusplus
}
#endif
#endif /* __cplusplus */