C++ const總結


編程中是否遇到這樣情況?

(基本內容來源於C++ Prime)

1、用一個變量表示緩沖區的大小。當我們覺得不合適時,直接改變變量值即可,可以很方便調整緩沖區大小

2、但要警惕程序不小心改變了這個值

 

OK,遇到這樣情況,使用const修飾符即可。

 

言簡意賅,總結一下。

首先上目錄:

1、const對象必須初始化。

2、默認情況下,cosnt對象只在文件內有效

3、const的引用

4、const與指針

5、頂層const 和 底層const

6、C++常量折疊

7、const函數

8、const成員變量

 

1、const對象必須初始化。

因為const對象一旦創建,就不能改變了。

2、默認情況下,cosnt對象只在文件內有效

 

下面論述一下const對象和普通對象的區別。

(轉載於http://blog.csdn.net/yipiantiandi/article/details/5822564)

(const對象默認作用域為:文件作用域)

(普通變量默認作用域:整個程序)

對於一般的對象 如 int a=9;;我們知道它的作用域是整個程序的,在1.cpp和2.cpp中包含同一個定義了int a=9;的頭文件,因為int a=9;作用域是整個程序,所以會產生錯誤。

那為什么const int a=9;不會產生錯誤呢。原因就是const int a=9;的默認作用范圍是文件作用域的。即,盡管在1.cpp和2.cpp中包含同一個定義了const int a=9;的頭文件,但由於const int a=9;是文件作用域的,包含了頭文件的1.cpp和2.cpp盡管都包含了const int a=9;但他們是各自文件內的const對象,兩者互不相干,就像不同函數中定義了相同的變量名一樣。

 所以,通過在頭文件中定義const對象,可以實現多個文件使用相同的常量值,這在實際的程序中很常見。

那么如何使用其他文件中的const

說到這里,有一點疑問需要解決:如果想在別的文件中訪問本文件中的const對象該怎么辦,如果都是單是在別的文件中使用extern const int a = 9;的話,不會起任何作用,因為已經提示const int a = 9;是文件作用域的。

所以應該在需要被其他文件使用的const對象定義成這樣:extern const int a = 9;而在別的需要使用這個const對象的地方聲明:extern const int a;前者是定義,后者是聲明。這樣就可以使用了。

 

3、const的引用

引用前帶const修飾符 被引用前帶const修飾符 附注
對const變量的const引用
引用認為它引用的變量不可以改變,但實際可以(代碼附注1)
不可以(代碼附注2)
就是普通的引用

 

代碼附注1:

    int i=42;
    const int &r_i = i;
    cout<<"r_i: "<<r_i<<endl;
    cout<<"i:   "<<i<<endl;
    
    i=41;//可以
    cout<<"r_i: "<<r_i<<endl;
    cout<<"i:   "<<i<<endl;
    
    r_i = 40;//報錯
    cout<<"r_i: "<<r_i<<endl;
    cout<<"i:   "<<i<<endl;

detail it:對const的引用可能是引用一個並非const的對象

 常量引用僅對引用可以參與的操作做出了限定,對於引用的對象本身是不是常量未做限定。因為對象也可能是一個非常量,所以允許通過其他途徑改變它的值。

 

代碼附注2

    const int r1=42;
    int &r2 = r1;//試圖讓一個非常量引用指向一個常量對象。如果該初始化合法,則可以通過r2來改變它引用對象的值,這顯然不正確。

 

 

4、const與指針

指針 被指數據 附注
變量 變量 普通的指針
變量 常量 不可以
常量 變量 可以。常量指針“自以為是”,認為自己指向了常量,所以自覺的不去改變所指對象的值。實際上,這個值是可以改變的
常量 常量 可以。

 

Pointer to Constant (常量指針/常指針) Pointer Constant(指針常量)

const int*p1; 

const int x = 1;

p1 = &x; 

int*const p2 = &x;  

p1是一個指針

它是一個常量

p2是一個指針

它指向一個常量

 

 

准則:在前先讀,在前不變 const int *x  int* const y

* (指針)和const(常量)誰在前先讀誰;

* 代表被指的數據,名字代表指針地址

const在誰前面誰就不允許改變。

const在*前面,該數據不能改變 const在地址前面,該地址不能變化
     

 

(此小節內容來自網易公開課,北京郵電大學,崔毅東老師的《C++程序設計入門(上)》)

 

5、由上一節的內容,可以引申出一個概念:

頂層const 和 底層const

該對象是const,說明其為頂層const

該對象指向或者引用的變量是const,說明其為底層const

const int ci = 42; // 不能改變 ci 的值,這是一個頂層 const

const int *p2 = &ci; // 允許改變 p2 的值,這是一個底層 const

const int *const p3 = p2; // 靠右的 const 是頂層 const ,靠左的是底層 const

 

 6、C++常量折疊

常量與宏定義一直被面試官津津樂道

轉載於http://blog.csdn.net/yby4769250/article/details/7359278

看個code先,

#define PI 3.14
int main()
{
    const int r = 10;

    int p = pI; //這里會在預編譯階段產生宏替換,PI直接替換為3.14,其實就是int p = 3.14;
    int len = 2*r; //這里會發生常量折疊,也就是對常量r的引用會替換成他對應的值,相當於int len = 2*10;
    return 0;
}

如上述代碼中所述,常量折疊表面上的效果和宏替換是一樣的,只是,“效果上是一樣的”,

而兩者真正的區別在於,

1、宏是字符常量,在預編譯完宏替換完成后,該宏名字會消失,所有對宏如PI的引用已經全部被替換為它所對應的值,編譯器當然沒有必要再維護這個符號。

2、而常量折疊發生的情況是,對常量的引用全部替換為該常量如r的值,但是,常量名r並不會消失,編譯器會把他放入到符號表中,同時,會為該變量分配空間,棧空間或者全局空間

為了能更清楚的體現出常量折疊,下面做幾個對照實驗,看代碼和輸出便了然:

int main()
{
    int i0 = 11;

    const int i=0;         //定義常量i
    int *j = (int *) &i;   //看到這里能對i進行取值,判斷i必然后自己的內存空間
                //請注意,
int *j = &i;是不對的哦,我們在第4節講過~
    *j=1;                  //對j指向的內存進行修改
    
printf("%d\n%d\n%d\n%d\n",&i,j,i,*j); //觀看實驗效果 const int ck = 9; //這個對照實驗是為了觀察,對常量ck的引用時,會產生的效果 int ik = ck; int i1 = 5; //這個對照實驗是為了區別,對常量和變量的引用有什么區別 int i2 = i1; return 0; }

上面的代碼會輸出:

0012ff7c
0012ff7c

0

1

這能說明什么,至少能說明兩點:

1、i和j地址相同,指向同一塊空間,i雖然是可折疊常量,但是,i確實有自己的空間

2、i和j指向同一塊內存,但是*j = 1對內存進行修改后,按道理來說,*j==1,i也應該等於1,而實驗結果確實i實實在在的等於0,這是為什么呢,就是本文所說的內容,i是可折疊常量,在編譯階段對i的引用已經別替換為i的值了,也就是說

printf("%d\n%d\n%d\n%d\n",&i,j,i,*j)

中的i已經被替換,其實已經被改為

printf("%d\n%d\n%d\n%d\n",&i,j,0,*j)

為了使實驗更具說服力,直接上匯編代碼,比較實驗的不同點:

4:    int main()
5:    {
00401030   push        ebp
00401031   mov         ebp,esp
00401033   sub         esp,5Ch
00401036   push        ebx
00401037   push        esi
00401038   push        edi
00401039   lea         edi,[ebp-5Ch]
0040103C   mov         ecx,17h
00401041   mov         eax,0CCCCCCCCh
00401046   rep stos    dword ptr [edi]
6:        int i0 = 11;
00401048   mov         dword ptr [ebp-4],0Bh
7:
8:        const int i=0;
0040104F   mov         dword ptr [ebp-8],0 //睜大眼睛,編譯器確實為常量i分配了棧空間,並賦值為0
9:        int *j = (int *) &i;
00401056   lea         eax,[ebp-8]
00401059   mov         dword ptr [ebp-0Ch],eax
10:       *j=1;
0040105C   mov         ecx,dword ptr [ebp-0Ch]
0040105F   mov         dword ptr [ecx],1
11:                                            //再看看下面的對比實驗,看出對常量的引用和變量的引用的區別
12:       const int ck = 9;
00401065   mov         dword ptr [ebp-10h],9   //為常量分配棧空間 
13:       int ik = ck;
0040106C   mov         dword ptr [ebp-14h],9   //看到否,對常量ck的引用,會直接替換為常量的值9,再看下面的實驗
14:
15:       int i1 = 5;
00401073   mov         dword ptr [ebp-18h],5
16:       int i2 = i1;                         //這里引用變量i1,對i2進行賦值,然后看到否,對常量i1引用沒有替換成i1的值,而是去棧中先取出i1的值,到edx寄存器中,然后再把值mov到i2所在的內存中
0040107A   mov         edx,dword ptr [ebp-18h]
0040107D   mov         dword ptr [ebp-1Ch],edx
17:
18:
19:       return 0;
00401080   xor         eax,eax
20:
21:   }

 

 

總結:常量折疊說的是,在編譯階段,對該變量進行值替換,同時,該常量擁有自己的內存空間,並非像宏定義一樣不分配空間,需澄清這點

 

 

7、const修飾函數

const 放在函數后表示這個函數是常成員函數, 常成員函數是不能改變成員變量值的函數。
const 限定符,它把一個對象轉換成一個常量。

1、非常量成員函數不能被常量成員對象調用,因為它可能企圖修改常量的數據成員:

2、非常量成員函數不能被常量實例調用,因為它可能企圖修改常量的數據成員

 

舉例:
為了使成員函數的意義更加清楚,我們可在不改變對象的成員函數的函數原型中加上const說明:
class Point
{
public:
int GetX() const;
int GetY() const;
void SetPt (int, int);
void OffsetPt (int, int);
private:
int xVal, yVal;
};
const成員函數應該在函數原型說明和函數定義中都增加const限定:
int Point::GetY() const
{
return yVal;
}
class Set {
public:
Set (void){ card = 0; }
bool Member(const int) const;
void AddElem(const int);

};
bool Set::Member (const int elem) const
{
}
非常量成員函數不能被常量成員對象調用,因為它可能企圖修改常量的數據成員:
const Set s;
s.AddElem(10); // 非法: AddElem不是常量成員函數
s.Member(10); // 正確
 
 
8、const成員變量
#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
    public:
        A(int size) : SIZE(size) {};
    private:
        const int SIZE;
};

int main()
{
    A a(100);
}
  • 在類中聲明變量為const類型,但是不可以初始化
  • const常量的初始化必須在構造函數初始化列表中初始化,而不可以在構造函數函數體內初始化

此時的const變量屬於具體的一個對象,如何在整個類中都恆定不變呢?

 答案是利用枚舉,舉例

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
    private:
        enum {SIZE = 100};
    public:
        int array[SIZE];
};

int main()
{
    A a;
}

枚舉常量不會占據對象的存儲空間,在編譯時被全部求值

但是,它隱含的數據對象類型為整形,不能表示其他類型。

 


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