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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,那么相當於把火葯僅用於制作鞭炮。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)const修飾普通變量和指針
const修飾變量,一般有兩種寫法:
const TYPE value;
TYPE const value;
這兩種寫法在本質上是一樣的。它的含義是:const修飾的類型為TYPE的變量value是不可變的。對於一個非指針的類型TYPE,無論怎么寫,都是一個含義,即value值不可變。 例如:
const int nValue; //nValue是const
int const nValue; //nValue是const
但是對於指針類型的TYPE,不同的寫法會有不同情況:
指針本身是常量不可變
(char*) const pContent;
指針所指向的內容是常量不可變
const (char) *pContent;
(char) const *pContent;
兩者都不可變
const char* const pContent;
識別const到底是修飾指針還是指針所指的對象,還有一個較為簡便的方法,也就是沿着*號划一條線:
如果const位於*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位於*的右側,const就是修飾指針本身,即指針本身是常量。
(2)const修飾函數參數
const修飾函數參數是它最廣泛的一種用途,它表示在函數體中不能修改參數的值(包括參數本身的值或者參數其中包含的值):
void function(const int Var); //傳遞過來的參數在函數內不可以改變(無意義,該函數以傳值的方式調用)
void function(const char* Var); //參數指針所指內容為常量不可變(有意義,var是值傳遞,var本身的改變不會對傳遞的參數造成任何影響)
void function(char* const Var); //參數指針本身為常量不可變(無意義,var本身也是通過傳值的形式賦值的)
void function(const Class& Var); //引用參數在函數內不可以改變(有意義)
參數const通常用於參數為指針或引用的情況,若輸入參數采用“值傳遞”方式,由於函數將自動產生臨時變量用於復制該參數,該參數本就不需要保護,所以不用const修飾。
所以,通常只有以下2種形式有意義。
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2 |
void
function(
const
char
*p);
// *p is const void function( const Class &a); // a is const |
const修飾輸入參數:如果輸入參數采用“指針傳遞”,那么加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:
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void
StringCopy(
char
*strDestination,
const
char
*strSource);
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其中strSource 是輸入參數,strDestination 是輸出參數。給strSource 加上const修飾后,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。
如果輸入參數采用“值傳遞”,由於函數將自動產生臨時變量用於復制該參數,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 為用戶自定義的數據類型。但是,對於非內部數據類型的參數而言,想void Func2(A a) 這樣聲明的函數注定效率比較底。因為函數體內將產生A 類型的臨時對象用於復制參數a,而臨時對象的構造、復制、析構過程都將消耗時間。
為了提高效率,可以將函數聲明改為void Func(A &a),因為“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,因此函數最終成為void Func(const A &a)。以此類推,是否應將void Func(int x) 改寫為void Func(const int &x),以便提高效率?完全沒有必要,因為內部數據類型的參數不存在構造、析構的過程,而復制也非常快,“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”的方式改為“const 引用傳遞”,目的是提高效率。例如將void Func(A a) 改為void Func(const A &a)。
對於內部數據類型的輸入參數,不要將“值傳遞”的方式改為“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) 不應該改為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,那么函數返回值(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。
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const
char
*GetString(
void
);
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如下語句將出現編譯錯誤:
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char
*str = GetString();
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正確的用法是
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const
char
*str = GetString();
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如果函數返回值采用“值傳遞方式”,由於函數會把返回值復制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 為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) 改寫為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。
函數返回值采用“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,目的是為了實現鏈式表達。
例如:
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class
A { A & operator = ( const A &other); } ; A a, b, c; // a, b, c are objects of type A a = b = c; // normal chain assignment (a = b) = c; // abnormal chain assignment, but legal |
如果將賦值函數的返回值加const 修飾,那么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)的函數都應該聲明為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 應當為const 函數。編譯器將指出GetCount 函數中的錯誤。
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class
Stack { public : void Push( int elem); int Pop( void ); int GetCount( void ) const ; // const member function private : int m_num; int m_data[ 100 ]; } ; int Stack::GetCount( void ) const { ++ m_num; // ERROR! try to modify m_num Pop(); // ERROR! try to call non-const member function 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,大概是因為其它地方都已經被占用了。
(4). const修飾數據成員
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。因為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,因為類的對象未被創建時,編譯器不知道const 數據成員的值是什么,例如:
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class
A { const int size = 100 ; //error int array[size]; //error } |
const數據成員的初始化只能在類的構造函數的初始化列表中進行。要想建立在整個類中都恆定的常量,可以用類中的枚舉常量或者static const變量來實現,例如:
【代碼】
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class
A { enum {size1 = 100 , size2 = 200 }; private : int array1[size1]; int array2[size2]; static const int size3 = 300 ; int array3[size3]; }; |
枚舉常量不會占用對象的存儲空間,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。
【完整代碼】
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/* version: 1.0 author: hellogiser blog: http://www.cnblogs.com/hellogiser date: 2014/9/20 */ #include "stdafx.h" #include "iostream" using namespace std; class MyClass { public : MyClass( int size): m_nSize(size) { } ~MyClass() { } int GetSize() { return m_nSize; } int GetSize2() { return m_nSize2; } enum { SIZE1 = 100 , SIZE2 = 200 }; private : const int m_nSize; // const variable can only be initialized in Member Initializer List [for object] static const int m_nSize2 = 100 ; //only static const can be initialized in class [for class] int array[m_nSize2]; // static const ===>OK int array1[SIZE1]; // enum ===>OK }; void test_class_const_variable() { MyClass obj( 100 ); cout << obj.GetSize() << endl; MyClass obj2( 200 ); cout << obj2.GetSize() << endl; } int main() { test_class_const_variable(); return 0 ; } |
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