[轉(zhuǎn)] Const用法小結(jié)
作者: 張秀君(轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明)
關(guān)于C++中的const關(guān)鍵字的用法非常靈活，而使用const將大大改善程序的健壯性，參考了康建東兄的const使用詳解一文，對(duì)其中進(jìn)行了一些補(bǔ)充，寫(xiě)下了本文。
1. const常量，如const int max = 100;
優(yōu)點(diǎn)：const常量有數(shù)據(jù)類(lèi)型，而宏常量沒(méi)有數(shù)據(jù)類(lèi)型。編譯器可以對(duì)前者進(jìn)行類(lèi)型安全檢查，而對(duì)后者只進(jìn)行字符替換，沒(méi)有類(lèi)型安全檢查，并且在字符替換時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生意料不到的錯(cuò)誤（邊際效應(yīng)）
2. const 修飾類(lèi)的數(shù)據(jù)成員。如：
class A
{
const int size;
…
}
const數(shù)據(jù)成員只在某個(gè)對(duì)象生存期內(nèi)是常量，而對(duì)于整個(gè)類(lèi)而言卻是可變的。因?yàn)轭?lèi)可以創(chuàng)建多個(gè)對(duì)象，不同的對(duì)象其const數(shù)據(jù)成員的值可以不同。所以不能在類(lèi)聲明中初始化const數(shù)據(jù)成員，因?yàn)轭?lèi)的對(duì)象未被創(chuàng)建時(shí)，編譯器不知道const 數(shù)據(jù)成員的值是什么。如
class A
{
const int size = 100; //錯(cuò)誤
int array[size]; //錯(cuò)誤，未知的size
}
const數(shù)據(jù)成員的初始化只能在類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)的初始化表中進(jìn)行。要想建立在整個(gè)類(lèi)中都恒定的常量，應(yīng)該用類(lèi)中的枚舉常量來(lái)實(shí)現(xiàn)。如
class A
{…
enum {size1=100, size2 = 200 };
int array1[size1];
int array2[size2];
}
枚舉常量不會(huì)占用對(duì)象的存儲(chǔ)空間，他們?cè)诰幾g時(shí)被全部求值。但是枚舉常量的隱含數(shù)據(jù)類(lèi)型是整數(shù)，其最大值有限，且不能表示浮點(diǎn)數(shù)。
3. const修飾指針的情況，見(jiàn)下式：
int b = 500;
const int* a = & [1]
int const *a = & [2]
int* const a = & [3]
const int* const a = & [4]
如果你能區(qū)分出上述四種情況，那么，恭喜你，你已經(jīng)邁出了可喜的一步。不知道，也沒(méi)關(guān)系，我們可以參考《Effective c++》Item21上的做法，如果const位于星號(hào)的左側(cè)，則const就是用來(lái)修飾指針?biāo)赶虻淖兞浚粗羔樦赶驗(yàn)槌Ａ浚蝗绻?/span>const位于星號(hào)的右側(cè)，const就是修飾指針本身，即指針本身是常量。因此，[1]和[2]的情況相同，都是指針?biāo)赶虻膬?nèi)容為常量（const放在變量聲明符的位置無(wú)關(guān)），這種情況下不允許對(duì)內(nèi)容進(jìn)行更改操作，如不能*a = 3 ；[3]為指針本身是常量，而指針?biāo)赶虻膬?nèi)容不是常量，這種情況下不能對(duì)指針本身進(jìn)行更改操作，如a++是錯(cuò)誤的；[4]為指針本身和指向的內(nèi)容均為常量。
4. const的初始化
先看一下const變量初始化的情況
1) 非指針const常量初始化的情況：A b;
const A a = b;
2) 指針const常量初始化的情況：
A* d = new A();
const A* c = d;
或者：const A* c = new A();
3）引用const常量初始化的情況：
A f;
const A& e = f; // 這樣作e只能訪問(wèn)聲明為const的函數(shù)，而不能訪問(wèn)一
般的成員函數(shù)；
[思考1]： 以下的這種賦值方法正確嗎？
const A* c=new A();
A* e = c;
[思考2]： 以下的這種賦值方法正確嗎？
A* const c = new A();
A* b = c;
5. 另外const 的一些強(qiáng)大的功能在于它在函數(shù)聲明中的應(yīng)用。在一個(gè)函數(shù)聲明中，const 可以修飾函數(shù)的返回值，或某個(gè)參數(shù)；對(duì)于成員函數(shù)，還可以修飾是整個(gè)函數(shù)。有如下幾種情況，以下會(huì)逐漸的說(shuō)明用法：A& operator=(const A& a);
void fun0(const A* a );
void fun1( ) const; // fun1( ) 為類(lèi)成員函數(shù)
const A fun2( );
1） 修飾參數(shù)的const，如 void fun0(const A* a ); void fun1(const A& a);
調(diào)用函數(shù)的時(shí)候，用相應(yīng)的變量初始化const常量，則在函數(shù)體中，按照const所修飾的部分進(jìn)行常量化，如形參為const A* a，則不能對(duì)傳遞進(jìn)來(lái)的指針的內(nèi)容進(jìn)行改變，保護(hù)了原指針?biāo)赶虻膬?nèi)容；如形參為const A& a，則不能對(duì)傳遞進(jìn)來(lái)的引用對(duì)象進(jìn)行改變，保護(hù)了原對(duì)象的屬性。
[注意]：參數(shù)const通常用于參數(shù)為指針或引用的情況，且只能修飾輸入?yún)?shù);若輸入?yún)?shù)采用“值傳遞”方式，由于函數(shù)將自動(dòng)產(chǎn)生臨時(shí)變量用于復(fù)制該參數(shù)，該參數(shù)本就不需要保護(hù)，所以不用const修飾。
[總結(jié)]對(duì)于非內(nèi)部數(shù)據(jù)類(lèi)型的輸入?yún)?shù)，因該將“值傳遞”的方式改為“const引用傳遞”，目的是為了提高效率。例如，將void Func(A a)改為void Func(const A &a)
對(duì)于內(nèi)部數(shù)據(jù)類(lèi)型的輸入?yún)?shù)，不要將“值傳遞”的方式改為“const引用傳遞”。否則既達(dá)不到提高效率的目的，又降低了函數(shù)的可理解性。例如void Func(int x)不應(yīng)該改為void Func(const int &x)
2） 修飾返回值的const，如const A fun2( ); const A* fun3( );
這樣聲明了返回值后，const按照"修飾原則"進(jìn)行修飾，起到相應(yīng)的保護(hù)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修飾可以防止允許這樣的操作發(fā)生:Rational a,b;
Radional c;
(a*b) = c;
一般用const修飾返回值為對(duì)象本身（非引用和指針）的情況多用于二目操作符重載函數(shù)并產(chǎn)生新對(duì)象的時(shí)候。
[總結(jié)]
1. 一般情況下，函數(shù)的返回值為某個(gè)對(duì)象時(shí)，如果將其聲明為const時(shí)，多用于操作符的重載。通常，不建議用const修飾函數(shù)的返回值類(lèi)型為某個(gè)對(duì)象或?qū)δ硞€(gè)對(duì)象引用的情況。原因如下：如果返回值為某個(gè)對(duì)象為const（const A test = A 實(shí)例）或某個(gè)對(duì)象的引用為const（const A& test = A實(shí)例） ，則返回值具有const屬性，則返回實(shí)例只能訪問(wèn)類(lèi)A中的公有（保護(hù)）數(shù)據(jù)成員和const成員函數(shù)，并且不允許對(duì)其進(jìn)行賦值操作，這在一般情況下很少用到。
2. 如果給采用“指針傳遞”方式的函數(shù)返回值加const修飾，那么函數(shù)返回值（即指針）的內(nèi)容不能被修改，該返回值只能被賦給加const 修飾的同類(lèi)型指針。如：
const char * GetString(void);
如下語(yǔ)句將出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤：
char *str=GetString();
正確的用法是：
const char *str=GetString();
3. 函數(shù)返回值采用“引用傳遞”的場(chǎng)合不多，這種方式一般只出現(xiàn)在類(lèi)的賻值函數(shù)中，目的是為了實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)奖磉_(dá)。如：
class A
{…
A &operate = (const A &other); //負(fù)值函數(shù)
}
A a,b,c; //a,b,c為A的對(duì)象
…
a=b=c; //正常
(a=b)=c; //不正常，但是合法
若負(fù)值函數(shù)的返回值加const修飾，那么該返回值的內(nèi)容不允許修改，上例中a=b=c依然正確。(a=b)=c就不正確了。
[思考3]： 這樣定義賦值操作符重載函數(shù)可以嗎？
const A& operator=(const A& a);
6. 類(lèi)成員函數(shù)中const的使用
一般放在函數(shù)體后，形如：void fun() const;
任何不會(huì)修改數(shù)據(jù)成員的函數(shù)都因該聲明為const類(lèi)型。如果在編寫(xiě)const成員函數(shù)時(shí)，不慎修改了數(shù)據(jù)成員，或者調(diào)用了其他非const成員函數(shù)，編譯器將報(bào)錯(cuò)，這大大提高了程序的健壯性。如：
class Stack
{
public:
void Push(int elem);
int Pop(void);
int GetCount(void) const; //const 成員函數(shù)
private:
int m_num;
int m_data[100];
};
int Stack::GetCount(void) const
{
++m_num; //編譯錯(cuò)誤，企圖修改數(shù)據(jù)成員m_num
Pop(); //編譯錯(cuò)誤，企圖調(diào)用非const函數(shù)
Return m_num;
}
7. 使用const的一些建議
1 要大膽的使用const，這將給你帶來(lái)無(wú)盡的益處，但前提是你必須搞清楚原委；
2 要避免最一般的賦值操作錯(cuò)誤，如將const變量賦值，具體可見(jiàn)思考題；
3 在參數(shù)中使用const應(yīng)該使用引用或指針，而不是一般的對(duì)象實(shí)例，原因同上；
4 const在成員函數(shù)中的三種用法（參數(shù)、返回值、函數(shù)）要很好的使用；
5 不要輕易的將函數(shù)的返回值類(lèi)型定為const;
6除了重載操作符外一般不要將返回值類(lèi)型定為對(duì)某個(gè)對(duì)象的const引用;
[思考題答案]
1 這種方法不正確，因?yàn)槁暶髦羔樀哪康氖菫榱藢?duì)其指向的內(nèi)容進(jìn)行改變，而聲明的指針e指向的是一個(gè)常量，所以不正確；
2 這種方法正確，因?yàn)槁暶髦羔標(biāo)赶虻膬?nèi)容可變；
3 這種做法不正確；
在const A::operator=(const A& a)中，參數(shù)列表中的const的用法正確，而當(dāng)這樣連續(xù)賦值的時(shí)侯，問(wèn)題就出現(xiàn)了：
A a,b,c:
(a=b)=c;
因?yàn)?/span>a.operator=(b)的返回值是對(duì)a的const引用，不能再將c賦值給const常量。