C++中const用法总结

C++中const用法总结

(资料来源于本人在网络上各种搜索后做的笔记，最初是供本人工作学习需要时参考。如果侵犯了谁的著作权，麻烦告知一下原始链接，我好在这里贴上，谢谢！)


1. const修饰普通变量和指针
const修饰变量，一般有两种写法：
const TYPE value;
TYPE const value;
这两种写法在本质上是一样的。它的含义是：const修饰的类型为TYPE的变量value是不可变的。
对于一个非指针的类型TYPE，无论怎么写，都是一个含义，即value值不可变。
例如：
const int nValue; //nValue是const
int const nValue; //nValue是const


但是对于指针类型的TYPE，不同的写法会有不同情况，例如：
A. const char *pContent;
B. char * const pContent;
C. char const *pContent;
D. const char* const pContent;
对于前三种写法，我们可以换个方式，给其加上括号
A. const (char) *pContent;
B. (char*) const pContent;
C. (char) const *pContent;
这样就一目了然。根据对于const修饰非指针变量的规则，很明显，A=C。
-对于A,C,const修饰的类型为char的变量*pContent为常量，因此，pContent的内容为常量不可变。
-对于B，其实还有一种写法：const (char*) pContent;
含义为：const修饰的类型为char*的变量pContent为常量，因此，pContent指针本身为常量不可变。
-对于D，其实是A和B的混合体，表示指针本身和指针内容两者皆为常量不可变。


总结：
（1）指针本身是常量不可变
(char*) const pContent;
const (char*) pContent;
（2）指针所指向的内容是常量不可变
const (char) *pContent;
(char) const *pContent;
（3）两者都不可变
const char* const pContent;
还有其中区别方法：
沿着*号划一条线，如果const位于*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*号的右侧，则const就是修饰指针本身，即指针本身是常量。

C++编程思想一书中建议的原则：const总是放在被修改者的右边。




2. const修饰函数参数
const修饰
函数参数，表示函数体中不能修改参数的值（包括参数本身的值或者参数其中包含的值）。参数为引用，增加效率，防止修改。
void function(const int Var); //传递过来的参数在函数内不可以改变（无意义，因为Var本身就是形参）
void function(const char* Var); //参数指针所指内容为常量不可变
void function(char* const Var); //参数指针本身为常量不可变（也无意义，因为char* Var也是形参）


修饰引用参数时：
void function(const Class& Var); //引用参数在函数内不可以改变
void function(const TYPE& Var); //引用参数在函数内为常量不可变
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，它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const引用传递是直接传递地址，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，它短时间保存在一个局部域中，所以不能使用指针，只有引用的const传递能够捕捉到这个东东。




3. const修饰函数返回值
const修饰函数返回值的含义和const修饰普通变量以及指针的含义基本相同。
（1）const int fun1()这个其实无意义，因为参数返回本身就是赋值。
（2）const int * fun2()
调用时const int *pValue = fun2();
我们可以把fun2()看作成一个变量，那么就是我们上面所说的1.(1)的写法，即指针内容不可改变。
（3）int* const fun3()
调用时int * const pValue = fun2();
我们可以把fun2()看作成一个变量，那么就是我们上面所说的1.(2)的写法，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overload。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。原因是：如果返回值为某个对象为const (const A test = A实例)或者某个对象的引用为const（const A& test = A实例），则返回值具有const属性，那么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. const修饰对象/对象指针/对象引用
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的。
const修饰的对象，该对象的任何非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(); //错误
aObj.fun2(); //正确


const AAA* aObj = new AAA();
aObj->func1(); //错误
aObj->func2(); //正确




5. 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，同事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
}




6. 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。




7. const常量与define宏定义的区别
（1）编译器处理方式不同：define宏实在预处理阶段展开；const常量是编译运行阶段使用。
（2）类型和安全检查不同：define宏没有类型，不做任何类型检查，仅仅是展开；const常量具有类型，在编译阶段会执行类型检查。
（3）存储方式不同：define宏仅仅是展开，有多少地方使用，就展开多少次，不会分配内存；const常量会在内存中分配（可以是堆中，也可以是栈中）。




8. 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)
该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。
（1）常量指针被转化成非常量指针，并且仍然指向原来的对象；
（2）常量引用被转换成非常量引用，并且仍然指向原来的对象；
（3）常量对象被转换成非常量对象。




9. 补充说明
（1）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。
（2）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。


（3）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。


（4）new返回的指针必须是const类型的。




10. const的作用
（1） 可以定义const常量
参考代码：const int Max = 100;


（2）便于进行类型检查
说明：const常量有数据类型，而define宏常量没有数据类型。编译器可以对const常量进行类型安全检查，而对define宏常量只进行字符替换，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


（3） 可以保护被修饰的东西
说明：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i，编译器就会报错


（4）便于参数的调整和修改
说明：同define宏定义一样，可以做到不变则已，一变都变


（5）为函数overload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overload重载
}


（6）可以节省空间，避免不必要的内存分配
说明：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那样给出的是立即数，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的拷贝。
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; //再次进行宏替换，又分配一次内存


（7） 提高了效率
说明：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，没有了存储与读写内存的操作，使得它的效率也很高。