面試前必須要知道的C++ const用法

本文主要介紹const修飾符在C++中的主要用法，下面會從兩個方面進行介紹：類定義中使用const、非類定義中使用const

1. 非類定義中使用const

非類定義中使用const是指：在除了類定義以外的場景中使用const。

1.1 變量

const int a = 1;  //定義一個常量，不可以修改
int b = 2;  //定義一個普通變量，可以修改
const int &b = a;  //定義一個常量引用，不可以通過引用b修改a，底層const
const int *p = &a;  //定義一個普通變量，p可以修改，但是不可以通過p修改所指向的對象a，底層const
int * const q = &b;  //定義一個常量指針，q不可以修改，但是可以通過q修改所指向的對象b，頂層const
const int * const s = &a;  //定義一個常量指針，s不可以修改，同時不可以通過s修改所指向的對象a，靠右的是頂層const，靠左的是底層const

頂層const：變量本身是個常量
底層const：變量所指向的對象是個常量
用於聲明引用的const都是底層const

1.2 函數

int fun1(const int a);  //定義一個常量形參
const int fun2(int a);  //等同於'int fun1(const int a);'因為函數返回的是返回值的副本
const int& fun3(int &a);  //返回常量引用，不會進行對象的拷貝（注意：不要返回局部對象的引用或者指針）
const int& fun4(int a);  //這實際上是一種錯誤的聲明方式，該函數可能會返回局部對象的引用或者指針

Tips：

1. 引用只是一個變量的別名，不是對象，因此引用不會占用存儲空間
2. 調用一個返回引用的函數得到左值，其他返回類型得到右值

2. 類定義中使用const

2.1 類成員

class Test{
public:
    Test():a(10){}
    void display();
private：
    const int a;
};

1. 類定義中不能進行初始化，因為在頭文件中定義只是一個聲明，並沒有分配真正空間，因此變量是不存在的，因此是不能賦值的。
2. 在類定義外部，const定義的變量是不能被賦值

問題：
類定義中不能賦值，類定義外部也不能賦值，但是又必須賦值，這可如何是好?

解決方案：

1. 在構造函數后的參數初始化列表中初始化
2. 將const變量同時聲明為 static 類型進行初始化

class Test{
public:
    Test():a(10){}
    void display();
private：
    const int a;
    //static const int a;
};
//const int Test::a = 5;

2.2 類成員函數

class Test{
public:
    //下面是display函數的兩個重載版本
    void display(); //一個普通成員函
    void display() const; //一個const成員函數。
private：
    const int a;
};

Tips：
成員函數都有一個額外的隱式參數this，this的值是調用該函數的對象地址，因此this是一個指針。
普通成員函數的this指針類型是：Test* const this
const成員函數的this指針類型是：const Test* const this

Test t1;
const Test t2;
t1.display(); //調用void display()
t2.display(); //調用void display() const

因為兩個函數的this指針類型不同，所以display有兩個重載函數。

作用：
為了在函數體內禁止修改對象，可以通過定義const成員函數來實現。

Others：
下圖是截自C++ primer中的片段，請重點關注兩個display函數的返回值：
display 普通成員函數的返回值是：普通引用
display const成員函數的返回值是：常量引用
造成返回值不同的原因就是：this指針類型不同

3. 參考資料

1. C++ primer 第五版-P57、P201、P231、P247
2. C++ non-const lvalue reference cannot bind to a temporary