const用法詳解

• const在函數前與函數後的區別

• 一   const基礎   
      
    如果const關鍵字不涉及到指針，我們很好理解，下面是涉及到指針的情況：   
      
    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，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。   
    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(   );   
      
    二   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(引用)const常量初始化的情況：a*   d   =   new   a();   
      const   a*   c   =   d;   
    或者：const   a*   c   =   new   a();   
    引用：   
      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;   //錯誤，不能通過e來改變c指向的const常量

  
    [思考2]：   以下的這種賦值方法正確嗎？   
   

   a*   const   c   =   new   a();   
   a*   b   =   c;   //正確，c指向的變量可以被改變，c與變量的對應關係不能被改變

    
    三   作爲參數和返回值的const修飾符   
      
    其實，不論是參數還是返回值，道理都是一樣的，參數傳入時候和函數返回的時候，初始化const變量   
    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;   
    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;    
    [總結]   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或某個對象的引用爲const   ，則返回值具有const屬性，則返回實例只能訪問類a中的公有數據成員和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。   
      
    [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);   //不可以
      
    四   類成員函數中const的使用   
      
    一般放在函數體後，形如：void   fun()   const;   
    如果一個成員函數的不會修改數據成員，那麼最好將其聲明爲const，因爲const成員函數中不允許對數據成員進行修改，如果修改，編譯器將報錯，這大 大提高了程序的健壯性。並且聲明爲const的函數可以爲類實例化後的const對象和非const對象共同調用。
    五   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;  
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• 看到const 關鍵字，C++程序員首先想到的可能是const 常量。這可不是良好的條件反射。如果只知道用const 定義常量，那麼相當於把火藥僅用於製作鞭炮。const 更大的魅力是它可以修飾函數的參數、返回值，甚至函數的定義體。

  const 是constant 的縮寫，“恆定不變”的意思。被const 修飾的東西都受到強制保護，可以預防意外的變動，能提高程序的健壯性。所以很多C++程序設計書籍建議：“Use const whenever you need”。

  
  

  1.用const 修飾函數的參數

  如果參數作輸出用，不論它是什麼數據類型，也不論它採用“指針傳遞”還是“引用傳遞”，都不能加const 修飾，否則該參數將失去輸出功能。const 只能修飾輸入參數：

  如果輸入參數採用“指針傳遞”，那麼加const 修飾可以防止意外地改動該指針，起到保護作用。

  例如StringCopy 函數：

  void StringCopy(char *strDestination, const char *strSource);

  其中strSource 是輸入參數，strDestination 是輸出參數。給strSource 加上const修飾後，如果函數體內的語句試圖改動strSource 的內容，編譯器將指出錯誤。

  如果輸入參數採用“值傳遞”，由於函數將自動產生臨時變量用於複製該參數，該輸入參數本來就無需保護，所以不要加const 修飾。

  例如不要將函數void Func1(int x) 寫成void Func1(const int x)。同理不要將函數void Func2(A a) 寫成void Func2(const A a)。其中A 爲用戶自定義的數據類型。

  對於非內部數據類型的參數而言，象void Func(A a) 這樣聲明的函數註定效率比較底。因爲函數體內將產生A 類型的臨時對象用於複製參數a，而臨時對象的構造、複製、析構過程都將消耗時間。

  爲了提高效率，可以將函數聲明改爲void Func(A &a)，因爲“引用傳遞”僅借用一下參數的別名而已，不需要產生臨時對象。但是函數void Func(A &a) 存在一個缺點：

  “引用傳遞”有可能改變參數a，這是我們不期望的。解決這個問題很容易，加const修飾即可，因此函數最終成爲void Func(const A &a)。

  以此類推，是否應將void Func(int x) 改寫爲void Func(const int &x)，以便提高效率？完全沒有必要，因爲內部數據類型的參數不存在構造、析構的過程，而複製也非常快，“值傳遞”和“引用傳遞”的效率幾乎相當。

  問題是如此的纏綿，我只好將“const &”修飾輸入參數的用法總結一下。

   

  對於非內部數據類型的輸入參數，應該將“值傳遞”的方式改爲“const 引用傳遞”，目的是提高效率。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 .用const 修飾函數的返回值
  如果給以“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。例如函數
  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();
  如果函數返回值採用“值傳遞方式”，由於函數會把返回值複製到外部臨時的存儲單元中，加const 修飾沒有任何價值。
  例如不要把函數int GetInt(void) 寫成const int GetInt(void)。
  同理不要把函數A GetA(void) 寫成const A GetA(void)，其中A 爲用戶自定義的數據類型。
  如果返回值不是內部數據類型，將函數A GetA(void) 改寫爲const A & GetA(void)的確能提高效率。但此時千萬千萬要小心，一定要搞清楚函數究竟是想返回一個對象的“拷貝”還是僅返回“別名”就可以了，否則程序會出錯。
  函數返回值採用“引用傳遞”的場合並不多，這種方式一般只出現在類的賦值函數中，目的是爲了實現鏈式表達。

  例如：
  class A
  {
  A & operate = (const A &other); // 賦值函數
  };
  A a, b, c; // a, b, c 爲A 的對象
  
  a = b = c; // 正常的鏈式賦值
  (a = b) = c; // 不正常的鏈式賦值，但合法
  如果將賦值函數的返回值加const 修飾，那麼該返回值的內容不允許被改動。上例中，語句 a = b = c 仍然正確，但是語句 (a = b) = c 則是非法的。

  
  

  3. const 成員函數
  任何不會修改數據成員(即函數中的變量)的函數都應該聲明爲const 類型。如果在編寫const 成員函數時，不慎修改了數據成員，或者調用了其它非const 成員函數，編譯器將指出錯誤，這無疑會提高程序的健壯性。以下程序中，類stack 的成員函數GetCount 僅用於計數，從邏輯上講GetCount 應當爲const 函數。編譯器將指出GetCount 函數中的錯誤。
  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;
  }
  const 成員函數的聲明看起來怪怪的：const 關鍵字只能放在函數聲明的尾部，大概是因爲其它地方都已經被佔用了。
  關於Const函數的幾點規則：
  
  a. const對象只能訪問const成員函數,而非const對象可以訪問任意的成員函數,包括const成員函數.
  b. const對象的成員是不可修改的,然而const對象通過指針維護的對象卻是可以修改的.
  c. const成員函數不可以修改對象的數據,不管對象是否具有const性質.它在編譯時,以是否修改成員數據爲依據,進行檢查.
  e. 然而加上mutable修飾符的數據成員,對於任何情況下通過任何手段都可修改,自然此時的const成員函數是可以修改它的