使用const的作用
1. const常量
如:
const int max = 100;
優點:const常量有數據類型,而宏常量沒有數據類型。編譯器可以對前者進行類型安全檢查,而對後者只進行字符替換,沒有類型安全檢查,並且在字符替換時可能會產生意料不到的錯誤(邊際效應)
2. const 修飾類的數據成員。
如:
class A { const int size; … }
const數據成員只在某個對象生存期內是常量,而對於整個類而言卻是可變的。因爲類可以創建多個對象,不同的對象其const數據成員的值可以不同。所以不能在類聲明中初始化const數據成員,因爲類的對象未被創建時,編譯器不知道const 數據成員的值是什麼。如
class A { const int size = 100; //錯誤 int array[size]; //錯誤,未知的size }
const數據成員的初始化只能在類的構造函數的初始化表中進行。要想建立在整個類中都恆定的常量,應該用類中的枚舉常量來實現。如
class A {… enum {size1=100, size2 = 200 }; int array1[size1]; int array2[size2]; }
枚舉常量不會佔用對象的存儲空間,他們在編譯時被全部求值。但是枚舉常量的隱含數據類型是整數,其最大值有限,且不能表示浮點數。
3. const修飾指針的情況
見下式:
int b = 500; const int* a = &b [1] int const *a = &b [2] int* const a = &b [3] const int* const a = &b [4]
如果你能區分出上述四種情況,那麼,恭喜你,你已經邁出了可喜的一步。不知道,也沒關係,我們可以參考《Effective c++》Item21上的做法,如果const位於星號的左側,則const就是用來修飾指針所指向的變量,即指針指向爲常量;如果const位於星號的右側,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,都是指針所指向的內容爲常量(const放在變量聲明符的位置無關),這種情況下不允許對內容進行更改操作,如不能*a = 3 ;[3]爲指針本身是常量,而指針所指向的內容不是常量,這種情況下不能對指針本身進行更改操作,如a++是錯誤的;[4]爲指針本身和指向的內容均爲常量。
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只能訪問聲明爲const的函數,而不能訪問一般的成員函數;
[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 的一些強大的功能在於它在函數聲明中的應用。
在一個函數聲明中,const 可以修飾函數的返回值,或某個參數;對於成員函數,還可以修飾是整個函數。有如下幾種情況,以下會逐漸的說明用法:
A& operator=(const A& a); void fun0(const A* a ); void fun1( ) const; // fun1( ) 爲類成員函數 const A fun2( );
1) 修飾參數的const
如:
void fun0(const A* a ); void fun1(const A& a);
調用函數的時候,用相應的變量初始化const常量,則在函數體中,按照const所修飾的部分進行常量化,如形參爲const A* a,則不能對傳遞進來的指針的內容進行改變,保護了原指針所指向的內容;如形參爲const A& a,則不能對傳遞進來的引用對象進行改變,保護了原對象的屬性。
[注意]:參數const通常用於參數爲指針或引用的情況,且只能修飾輸入參數;若輸入參數採用“值傳遞”方式,由於函數將自動產生臨時變量用於複製該參數,該參數本就不需要保護,所以不用const修飾。
[總結]對於非內部數據類型的輸入參數,因該將“值傳遞”的方式改爲“const引用傳遞”,目的是爲了提高效率。例如,
將
void Func(A a);
改爲
void Func(const A &a) ;
對於內部數據類型的輸入參數,不要將“值傳遞”的方式改爲“const引用傳遞”。否則既達不到提高效率的目的,又降低了函數的可理解性。例如
void Func(int x);
不應該改爲
void Func(const int &x);
2) 修飾返回值的const
如:
const A fun2( ); const A* fun3( );
這樣聲明瞭返回值後,const按照"修飾原則"進行修飾,起到相應的保護作用。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生:
Rational a,b; Radional c; (a*b) = c;
一般用const修飾返回值爲對象本身(非引用和指針)的情況多用於二目操作符重載函數併產生新對象的時候。
總結:
1. 一般情況下,函數的返回值爲某個對象時,如果將其聲明爲const時,多用於操作符的重載。通常,不建議用const修飾函數的返回值類型爲某個對象或對某個對象引用的情況。原因如下:如果返回值爲某個對象爲const(const A test = A 實例)或某個對象的引用爲const(const A& test = A實例) ,則返回值具有const屬性,則返回實例只能訪問類A中的公有(保護)數據成員和const成員函數,並且不允許對其進行賦值操作,這在一般情況下很少用到。
2. 如果給採用“指針傳遞”方式的函數返回值加const修飾,那麼函數返回值(即指針)的內容不能被修改,該返回值只能被賦給加const 修飾的同類型指針。如:
const char * GetString(void);
如下語句將出現編譯錯誤:
char *str=GetString();
正確的用法是:
const char *str=GetString();
3. 函數返回值採用“引用傳遞”的場合不多,這種方式一般只出現在類的賻值函數中,目的是爲了實現鏈式表達。如:
class A {… A &operate = (const A &other); //負值函數 } A a,b,c; //a,b,c爲A的對象 … a=b=c; //正常 (a=b)=c; //不正常,但是合法
若負值函數的返回值加const修飾,那麼該返回值的內容不允許修改,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可以嗎?
const A& operator=(const A& a);
6. 類成員函數中const的使用
一般放在函數體後,形如:
void fun() const;
任何不會修改數據成員的函數都因該聲明爲const類型。如果在編寫const成員函數時,不慎修改了數據成員,或者調用了其他非const成員函數,編譯器將報錯,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 private: int m_num; int m_data[100]; }; int Stack::GetCount(void) const { ++m_num; //編譯錯誤,企圖修改數據成員m_num Pop(); //編譯錯誤,企圖調用非const函數 Return m_num; }
7. 使用const的一些建議
要大膽的使用const,這將給你帶來無盡的益處,但前提是你必須搞清楚原委;
要避免最一般的賦值操作錯誤,如將const變量賦值,具體可見思考題;
在參數中使用const應該使用引用或指針,而不是一般的對象實例,原因同上;
const在成員函數中的三種用法(參數、返回值、函數)要很好的使用;
不要輕易的將函數的返回值類型定爲const;
除了重載操作符外一般不要將返回值類型定爲對某個對象的const引用;
[思考題答案]
1 這種方法不正確,因爲聲明指針的目的是爲了對其指向的內容進行改變,而聲明的指針e指向的是一個常量,所以不正確;
2 這種方法正確,因爲聲明指針所指向的內容可變;
3 這種做法不正確;
在const A::operator=(const A& a)中,參數列表中的const的用法正確,而當這樣連續賦值的時侯,問題就出現了:
A a,b,c; (a=b)=c;
因爲a.operator=(b)的返回值是對a的const引用,不能再將c賦值給const常量。
希望對你有幫助。