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前言
- const 的作用很多，而且在被用作 常量指针 和 指针常量 的时候经常容易搞混，今天就来总结一下 所有 const 的用法；
一、const 在普通变量中的应用
1、修饰内置类型
i）左右皆可
- const 修饰内置类型时，位置出现在 变量类型 的左边或者右边，其含义一样，代表被修饰的对象是一个常量，生命周期内不能被改变；
const int maxn = 1024;
int const maxm = 1024;
ii）常量的非法修改
- 直接通过赋值修改常量，编译器会报错；
- 但是我们可以通过取地址的方式取得常量的地址，然后再强转成 int 指针，再在对应地址上去取值修改，然后在 watch 窗口观察，发现变量的值的确被修改了！！！但是用 printf 打印出来还是原来的值，所以说明这是一种未定义行为，编译器没想到你会干出这种事，写代码的时候应该坚决避免；
const int maxn = 1024;
*((int *)&maxn) = 1;
printf("%d\n", maxn); // 1024
2、修饰指针类型
i）常量指针
- 定义：是一个指针，指针变量指向常量；
- 记忆方法：常量（const）在指针（*）左边，所以从左往右跟我读：常量指针！
- 特性：指向的对象不可变；类型 和 const 的相对位置可以交换；
const int cInt = 1024;
const int* p = &cInt;
*p = 43; // 错误行为，企图修改指针指向对象
ii）指针常量
- 定义：是一个常量，指针常量指向变量；
- 记忆方法：指针（*）在常量（const）左边，所以从左往右跟我读：指针常量！
- 特性：指针本身不可变；
int iInt;
int * const q = &iInt;
q = &iInt; // 错误行为，企图修改指针本身
iii）常量指针常量
- 定义：是一个指针常量，指针常量指向常量；
- 记忆方法：常量（const）、指针（*）、常量（const）从左往右读！（这个名字是我编的）
- 特性：指针本身不可变，指向对象亦不可变；
const int cw = 1024;
const int * const w = &cw;
3、修饰引用类型
i）常量引用
- 定义：是一个引用，并且值不能被修改；
- 引用就是变量的 “别名” ，必须被初始化，并且需要初始化为已有的变量，但是当它被限定为 const 常量以后，可以被初始化为常量；但是一旦初始化以后，引用的值就不能被修改了；
int cw = 1024;
const int& cw1 = cw;
const int& cw2 = 4;
cw = 5; // 正确行为
cw1 = 6; // 错误行为，引用在初始化以后值不能被修改
cw2 = 7; // 错误行为，引用在初始化以后值不能被修改
ii）引用常量
- 定义：不存在；
int cw = 1024;
int& const cc = cw;
- 编译后报警告：warning C4227: anachronism used : qualifiers on reference are ignored
- 原因是引用实质是一个指针常量，所以已经不需要用 const 修饰了；
二、const 在函数中的应用
1、修饰函数传参
- 函数传参 作为 常量 传入的目的，主要是为了函数的调用不要修改实参的值；
i）内置类型参数
- 函数传参会拷贝一份数据，所以对于内置类型来说，加上 const 作用不大；
void XFunc(const int x) {
printf("%p\n", &x);
}
int x;
printf("%p\n", &x);
XFunc(x);
008FFD80
008FFCA0
- 可以看到，输出的实参和传参的地址是不同的，所以不用担心函数的调用会修改实参的值；
ii）指针类型参数
- 指针传入的时候，实际是传入对应类型对象的一个地址；
- 传指针的好处是，函数传递过程中不需要进行类的构造和析构；
- 希望传递的对象本身不被修改，就传常量指针；希望传递的指针本身不被修改，就传指针常量；
class A {
public:
A() {}
A(int a) {}
};
void YFunc(const A *x, A *const y) {
*x = 1; // 错误行为
*y = 1; // 正确行为
x = NULL; // 正确行为
y = NULL; // 错误行为
}
iii）引用类型参数
- Effective C++ 一书中曾反复提到，宁以 pass-by-reference-to-const 替换 pass-by-value，说的就是函数作为常引用传参；
- 当以引用的形式传入参数的时候，并且不希望函数内部修改对应参数的值，那就加上 const 限定符；
- 最经典的例子就是类的拷贝构造函数；
class B {
public:
B() {}
B(const B& other) {
i = other.i;
}
private:
int i;
};
B b1;
B b2(b1);
2、修饰函数返回值
- const 修饰返回值和传参的相似之处不再累述；
- 这里举个例子来说明，如果期望返回值不被修改，但是又没有加 const 造成的一些困扰；
class AddObject {
public:
AddObject() {
v = 0;
}
AddObject(int iv) {
v = iv;
}
const AddObject operator+(const AddObject& other)
{
v += other.v;
return *this;
}
...
private:
int v;
};
AddObject a, b, c;
if(a + b = c) {
...
}
- 这里如果类 AddObject 的 返回值不定义成 const ，那么上面那个表达式将会成为未定义行为，仅仅是因为把 “==” 写成了 “=” ；
三、const 在类中的应用
1、修饰成员变量
i）声明即定义
- 可以在常量被声明的时候直接初始化他的值；
- 一般类变量如果定义为 const，代表不会变，那么可以加上 static 关键字，所有对象公用一个数据；
class InitTest {
public:
InitTest() {}
private:
const int a = 1;
};
ii）初始化列表
- 修饰成员变量的时候，可以在构造函数的初始化列表（initialization list）中将 const 常量初始化；
class InitTest {
public:
InitTest() : a(2) {}
private:
const int a;
};
2、修饰成员函数
i）修饰方式
- 当修饰类的成员函数时，const 放置在函数声明（圆括号后）和函数体（花括号前）之间；
- 含义是：这个函数中所有的非静态（non-static）成员变量的值都不允许被修改；
class ConstTest {
public:
ConstTest() {}
void setval(int iv) {
v = iv;
}
int getval() const {
return v;
}
private:
int v;
};
- 思考题：如果有两个成员函数实现同样的功能，一个是const成员函数，一个是非const成员函数，那么为了避免代码冗余，比较常用的做法是：一个函数调用另一个？那么请问，应该是谁调用谁？
四、const 在 STL 中的应用
- STL 是 Standard Template Library 的简称，中文名：标准模板库；
- 其中 迭代器 是 STL 里面一种遍历容器的指针；
1、常量迭代器
- std::vector< T >::const_iterator 等同于 const T*，是一个常量迭代器，迭代器指向的数据不可被更改；
std::vector<int>::const_iterator iter1 = vec.begin();
*iter1 = 13; // 错误行为
iter1 = vec.end(); // 正确行为
2、迭代器常量
- const std::vector< T >::iterator 等同于 T* const，是一个迭代器常量，迭代器本身不可被更改；
const std::vector<int>::iterator iter2 = vec.begin();
*iter2 = 13; // 正确行为
iter2 = vec.end(); // 错误行为
五、const 和 #define 的区别
| - | const | #define |
|---|---|---|
| 实现原理 | 走C++语法 | 不走C++语法，单纯进行字符替换 |
| 类型检查 | 有 | 无 |
| 处理阶段 | 编译阶段 | 预处理阶段 |
| 存储方式 | 存储在符号表 | 不存储 |
六、突破 const 限定
1、mutable 关键字
- 还是以成员函数为例，如果 const 成员函数中，期望某些非静态成员变量能够改变，则加上 mutable 关键字即可；
class ConstTest {
public:
ConstTest() {}
void setval(int iv) {
v = iv;
}
int getval() const {
++c;
return v;
}
private:
int v;
mutable int c;
};
