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C++ const的用法詳解

C++作為一種面向對象的經典語言,它是非常的強大,它的每個部分都值得我們去深入了解。

const的基本概念:

     const名叫常量限定符,用來限定特定變量,以通知編譯器該變量是不可修改的。習慣性的使用const,可以避免在函數中對某些不應修改的變量造成可能的改動。

下面我就const的用法來談談:

const的用法大緻可分為以下幾個方面:

(1)const修飾基本資料類型

(2)const應用到函數中

(3)const在類中的用法

(4)const修飾類對象,定義常量對象 

一、const修飾基本資料類型 

     1.const修飾一般常量及數組  

          const int a=10;               等價的書寫方式:     int const a=10;

          const int arr[3]={1,2,3};                        int const arr[3]={1,2,3};

     對于類似這些基本資料類型,修飾符const可以用在類型說明符前,也可以用在類型說明符後,其結果是一樣的。在使用這些常量的時候,隻要不改變這些常量的值便好。  

     2.const修飾指針變量*及引用變量&         

          介紹本部分内容之前,先說說指針和引用的一些基本知識。

          指針(pointer)是用來指向實際記憶體位址的變量,一般來說,指針是整型,而且一般的大家會接受十六進制的輸出格式。

          引用(reference)是其相應變量的别名,用于向函數提供直接通路參數(而不是參數的副本)的途徑,與指針相比,引用是一種受限制的指針類型,或者說是指針的一個子集,而從其功能上來看,似乎可以說引用是指針功能的一種高層實作。

關于運算符&和*:

           在C++裡,沿襲C中的文法,有兩個一進制運算符用于指針操作:&和*。按照本來的定義,&應當是取址符,*是指針符,也就是說, &用于傳回變量的實際位址,*用于傳回位址所指向的變量,他們應當互為逆運算。實際的情況也是如此。

         在定義變量的引用的時候,&隻是個定義引用的标志,不代表取位址。

舉例:  

C++ const的用法詳解

 1 #include<iostream.h>

 2 void main()

 3 {

 4     int a;  //a is an integer

 5     int *aPtr;  //aPtr is a pointer to an integer

 6 

 7     a=7;

 8     aPtr = &a;

 9     cout<<"Showing that * and & are inverses of "<<"each other.\n";

10     cout<<"a="<<a<<"  *aPtr="<<*aPtr<<"\n";

11     cout<<"&*aPtr = "<<&*aPtr<<endl;

12     cout<<"*&aPtr = "<<*&aPtr <<endl;

13 }

C++ const的用法詳解

 運作結果: 

C++ const的用法詳解

         了解完指針和應用的基本概念之後,下面繼續我們的話題。

const修飾指針(*):

const int* a = & [1]          //非常量資料的常量指針    指針常量

int const *a = & [2]          //非常量資料的常量指針     a is a pointer to the constant char variable

int* const a = & [3]          //常量資料的非常量指針指針常量 常量指針 a is a constant pointer to the (non-constant) char variable

const int* const a = & [4]    //常量資料的常量指針

可以參考《Effective c++》Item21上的做法,

如果const位于星号*的左側,則const就是用來修飾指針所指向的變量,即指針指向為常量;

如果const位于星号的右側,const就是修飾指針本身,即指針本身是常量。

是以,[1]和[2]的情況相同,都是指針所指向的内容為常量,這種情況下不允許對内容進行更改操作,如不能*a = 3 ;

[3]為指針本身是常量,而指針所指向的内容不是常量,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]為指針本身和指向的内容均為常量。   

const修飾引用(&):

   int const &a=x;

   const int &a=x;    int &const a=x;//這種方式定義是C、C++編譯器未定義,雖然不會報錯,但是該句效果和int &a一樣。              這兩種定義方式是等價的,此時的引用a不能被更新。如:a++ 這是錯誤的。   

 二、const應用到函數中  

      1.作為參數的const修飾符

      2.作為函數傳回值的const修飾符  

      其實,不論是參數還是傳回值,道理都是一樣的,參數傳入時候和函數傳回的時候,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,如形參為const A* a,

      則不能對傳遞進來的指針的内容     進行改變,保護了原指針所指向的内容;如形參為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通常用于參數為指針或引用的情況; 

     2      修飾傳回值的const,如const A fun2( ); const A* fun3( );

         這樣聲明了傳回值後,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());

}

     傳回值用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修飾傳回值為對象本身(非引用和指針)的情況多用于二目操作符重載函數并産生新對象的時候。

類中的成員函數:A fun4()const; 其意義上是不能修改所在類的的任何變量。 

  三、類中定義常量(const的特殊用法) 

 在類中實作常量的定義大緻有這麼幾種方式實作: 

1.使用枚舉類型 

class test

{

     enum { SIZE1 = 10, SIZE2 = 20}; // 枚舉常量

     int array1[SIZE1];  

     int array2[SIZE2];

};

2.使用const 或static

     C++11僅不允許在類聲明中初始化static非const類型的資料成員。

// using c++11 standard
class CTest11
{
public:
    static const int a = 3; // Ok in C++11
    static int b = 4;       // Error
    const int c = 5;        // Ok in C++11
    int d = 6;              // Ok in C++11
public:
    CTest11() :c(0) { }     // Ok in C++11
};

int main()
{
    CTest11 testObj;
    cout << testObj.a << testObj.b << testObj.c << testObj.d << endl;
    return 0;
}
           

 到這裡就把在類中定義常量的方法都陳列出來了。 

關于C++11新特性: C++11僅不允許在類聲明中初始化static非const類型的資料成員

總結如下:

  • 對于static const 類型的成員變量不管是舊的C++标準還是C++11都是支援在定義時初始化的。
  • 對于static 非const類型的成員變量C++03和C++11的标準都是不支援在定義時初始化的。
  • 對于const 非static類型的成員變量C++03要求必須在構造函數的初始化清單中來初始化,而C++11的标準支援這種寫法,同時允許在定義時進行初始化操作。
  • 對于非static 非const成員變量,C++03标準不允許在成員變量定義時初始化,但是C++11标準允許在類的定義時對這些非靜态變量進行初始化。
  • 對于static非const成員變量的初始化方式并未改變,就是在相應的cpp檔案中寫成

    int CTest11::b = 5

    即可,注意要在類定義之後。

四、const定義常量對象,以及常量對象的用法 

 class test

{

public:

    test():x(1)

    {

        y=2;

    }

    ~test()

    {}

    void set(int yy)

    {

        y=yy;

    }

    int getx() const

    {

        return x;

    }

//protected:

    const int x;

    int y;

};

void main()

{

 const test t;

 t.set(33);//error

 t.getx();

}

常量對象隻能調用常量函數,别的成員函數都不能調用。 

五、使用const的一些建議

   <1>要大膽的使用const,這将給你帶來無盡的益處,但前提是你必須搞清楚原委;

   <2> 要避免最一般的指派操作錯誤,如将const變量指派,具體可見思考題;

   <3> 在參數中使用const應該使用引用或指針,而不是一般的對象執行個體,原因同上;

   <4> const在成員函數中的三種用法(參數、傳回值、函數)要很好的使用;

   <5>不要輕易的将函數的傳回值類型定為const;

   <6>除了重載操作符外一般不要将傳回值類型定為對某個對象的const引用;