根據ANSI C標準的賦值約束條件:
1. 兩個操作數都是指向有限定符或無限定符的相容類型的指針。
2. 左邊指針所指向的類型必須具有右邊指針所指向類型的全部限定符。
一、const char*和char*
const char*的類型是:“指向一個具有const限定符的char類型的指針”。(不能修改其值)
char*的類型是:“指向一個char類型的指針”。
因此const char*和char*都是指向char類型的指針,只不過const char*指向的char類型是const的。
因此對於代碼:
char* src;
const char* dest ;
dest = src;
這樣賦值是正確的,因爲:
* 操作數指向的都是char類型,因此是相容的
* 左操作數具有有操作數所指向類型的全部限定符(右操作數沒有限定符),同時自己有限定符(const)
如果反過來賦值就違反了賦值的約束條件:src指向的對象的值可以修改,而dest指向的對象的值不可修改
如果讓src去指向dest所指向的那個不可修改的對象,如果合法,豈不是變得可修改了?
src = dest; // 這樣賦值,左操作數指向的類型沒有右操作數指向類型的const限定符,不符合約束條件2
2. const char** 和char**
const char**的類型是:“指向一個有const限定符的char類型的指針的指針”。
char**的類型是:“指向一個char類型的指針的指針”。
對於const char** 和char**來說,二者都是沒有限定符的指針類型,但是它們指向的類型不一樣,前者指向const char*, 而後者指向char*,因此它們不相容,所以char**類型的操作數不能賦值給const char**類型的操作數。
即對於下列代碼,編譯器會報錯:char** src;
const char** dest;
dest = src;
// error: invalid conversion from `char**' to `const char**'
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
const
1. 限定符聲明變量只能被讀
const int i=5;
int j=0;
...
i=j; //非法,導致編譯錯誤
j=i; //合法
2. 必須初始化
const int i=5; //合法
const int j; //非法,導致編譯錯誤
3. 在另一連接文件中引用const常量
extern const int i; //合法
extern const int j=10; //非法,常量不可以被再次賦值
4. 便於進行類型檢查
用const方法可以使編譯器對處理內容有更多瞭解。
#define I=10
const long &i=10; /*dapingguo提醒:由於編譯器的優化,使得在const long i=10; 時i不被分配內存,而是已10直接代入 以後的引用中,以致在以後的代碼中沒有錯誤,爲達到說教效 果,特別地用&i明確地給出了i的內存分配。不過一旦你關閉所 有優化措施,即使const long i=10;也會引起後面的編譯錯誤。*/
char h=I; //沒有錯
char h=i; //編譯警告,可能由於數的截短帶來錯誤賦值。
5. 可以避免不必要的內存分配
#define STRING "abcdefghijklmn\n"
const char string[]="abcdefghijklm\n";
...
printf(STRING); //爲STRING分配了第一次內存
printf(string); //爲string一次分配了內存,以後不再分配
...
printf(STRING); //爲STRING分配了第二次內存
printf(string);
...
由於const定義常量從彙編的角度來看,只是給出了對應的內存地址,
而不是象#define一樣給出的是立即數,所以,const定義的常量在
程序運行過程中只有一份拷貝,而#define定義的常量在內存中有
若干個拷貝。
6. 可以通過函數對常量進行初始化
int value();
const int i=value();
dapingguo說:假定對ROM編寫程序時,由於目標代碼的不可改寫,本語句將會無效,不過可以變通一下:
const int &i=value();
只要令i的地址處於ROM之外,即可實現:i通過函數初始化,而其值有不會被修改。
7. 是不是const的常量值一定不可以被修改呢?
觀察以下一段代碼:
const int i=0;
int *p=(int*)&i;
p=100;
通過強制類型轉換,將地址賦給變量,再作修改即可以改變const常量值。
8. 請分清數值常量和指針常量,以下聲明頗爲玩味:
int ii=0;
const int i=0; //i是常量,i的值不會被修改
const int *p1i=&i; //指針p1i所指內容是常量,可以不初始化
int * const p2i=ⅈ //指針p2i是常量,所指內容可修改
const int * const p3i=&i; //指針p3i是常量,所指內容也是常量
p1i=ⅈ //合法
*p2i=100; //合法
關於C++中的const關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,對其中進行了一些補充,寫下了本文。
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 = & [1]
int const *a = & [2]
int* const a = & [3]
const int* const a = & [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
1 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;
2 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;
3 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;
4 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;
5 不要輕易的將函數的返回值類型定爲const;
6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。
C函數形參裏面爲何要用:const char *inputString
保護實參指針指向的數據不被意外改寫。
const char *inputString;//定義指向常量的指針
指針本身地址值可以增減,也可以給指針更換指向的常量,但是指向的內容有常量性質,指向的內容不能被更改。即:
inputString++;//這是可以的。
(*inputString)++;//這是禁止的。
強制類型轉換的實質是告訴編譯器,"這可行, 這行的通... 至於程序會不會出錯, 編譯器則不管, 因爲你都說可行了."
兩個操作數都是指向有限定符或無限定符的相容類型的指針,左邊指針所指向的類型必須具有右邊指針所指向類型的全部限定符。
正是這個條件,使得函數調用中實參char *能夠與形參const char *匹配(在C標準庫中,所有的字符串處理函數就是這樣的)。
函數那部分的時候,有一個很重要的概念是區別:值傳遞、指針傳遞、引用傳值(好像是這三種說法)。
我覺得要理解這部分知識點,首先應該知道不同種類的變量在內存中是如何分配存儲的,它們的生命週期多長等這些問題,然後在理解哪三種情況就好理解了。函數的參數一般都
是在stack棧上分配的,所以它的生命週期就在它所屬的函數內,函數執行完畢的時候,它的內存將被回收。
如果我們想在函數內對實際參數進行操作(不是對形式參數的副本)的話,一般會使用引用,即聲明函數的形式參數爲引用類型,比如char * fun(char * &p),這樣實參和形參爲同一個變量,我們在函數中操作形參p就等於直接在操作實參變量。我看C++語法書的時候,書上說這樣用還有一個好處是,在調用函數的時候,不用再爲形式參數分配內存了,這樣執行效率會高一點兒。
下面是函數形參爲指針的幾種情況:
#include <iostream>
using namespace std;
char* func1(char *p);
void func2(char *p);
void func3(char * &p);
char s1[]="原來的";
char s2[]="指向我了嗎";
int main()
{
char *ptr=s1;
cout<<ptr<<endl;
ptr=func1(ptr); //返回值改變ptr使它指向另一個地址
//func2(ptr); //ptr的指向沒有改變,func2函數中改變的只是它的副本(一個局部變量)
//func3(ptr); //改變了ptr的指向,func3函數的形式參數爲引用類型,實參和形參是同一個變量
cout<<ptr<<endl;
return 0;
}
char* func1(char *p)
{
p=s2;
return p;
}
void func2(char *p)
{
p=s2;
}
void func3(char * &p)
{
p=s2;
}