const in c++

最近买了本C++之父的《C++程序设计语言》打算重学C++。废话不多说，上正题。

C++中的const

（1）简单的定义一个常量

const int number1=1;
int const number2=1;

 这两句是等同的，都是声明了一个值为1的整型常量。需要注意的是，定义一个常量要同时给之赋值。

const int number3;          //error， uninitialized const number3

 像上述这条语句，是编译不过的。

（2）定义常量指针和指针常量

const  int*   ptr1;
const* int    ptr2;
int    const *ptr3;
int  * const  ptr4;         //error， uninitialized const ptr4

 一共4条语句，包含两个不同的意思，因为const可以修饰指针，也可以修饰指针指向的内容。前三句声明指向常量的指针，简称常量指针。也就是说，ptr1,ptr2,ptr3三个指针都指向常量。最后一句表示ptr4是指针常量，即ptr4不可以修改以指向别的对象。这通常比较不容易分辨，我的方法是看const 和*相对位置，比如const *就是声明指向常量的指针，*const就是声明指针常量。

int * const *ptr5;         //error，uninutialized const ptr5

 毫无疑问，上面这条语句的意思是“指向常量指针的指针常量”。即ptr5不能指向其他内容，且ptr5指向的对象不能被修改。

（3）C++不愧是宇宙最难的语言。看看下面两条语句。

const int number=0;
int* ptr=&number;              //error

普通指针不能被赋值为指向常量。这是因为一旦这样赋值，就意味着下面这条语句可以修改常量。

*ptr=1;

 再看看下面这两条语句。

int number;
const int* ptr=&number;        //ok

 这是合法的，换句话说，常量指针可以指向非‘常量。

（4）上面这些内容和C一样。下面来谈谈和C不一样的，引用。

定义一个引用。

type& object2=object1;

 type可以是任何类型，这样相当于给object1起了一个别名object2，对object2所施加的操作会作用到object1上。这里object1也必须是type类型，并且必须是一个左值。

但是定义一个常量的引用就不同了。

const type& object2=object1;

 object1仍然可以是一个左值，但还可以是一个常量，甚至还可以不是type类型。上面这条语句类似于下面这两条语句。

type temp=type(object1);
const type& object2=temp;

需要注意的是，类似并不表示全等。举个例子：

int number=0;
/*1*/const int& refer=number;                 //refer=0
/*2*/int temp=int(number);
　　  const int& _refer=temp;
number=1000;              　　　　　　　　　　　//refer=1000, _refer=0

 以此推测，当object1与object2类型相同时，此类赋值与普通引用赋值一样（小小的不同是不能改变直接显式改变object2），当两者类型不同时，此类赋值与中间变量赋值一样（通过temp）。

（5）const在函数中的应用

char* strcpy(char* ,const char* );

 当函数参数用const修饰时，表示在这个函数中，此参数不改变，如上。

需要注意的是，因为普通引用没有类型转换机制，所以函数参数最好别为普通引用，避免如下尴尬情况的出现。

void function(int& refer);
void _function(const int& refer);
function(3.14159);            　　　　　　　　//error
function(3.14159);            　　　　　　　　//better

 这也正是C++之父的建议。

Be suspicious of non-const reference arguments; if you want the function to modify its arguments, use pointers and value return instead.

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  ------Bjarne Stroustrup《the C++ programming language》

（6）再来看个奇怪的函数。

class a_class{
    int data1;
    int data2;
public:    
　　void _function(){
　　　　//change data1         //normal
　　}
    void function()const{
　　　　//change data1         //illegal
　　}
};

 const 在函数参数之后，这是啥意思？

众所周知，成员函数有一个隐藏参数， this，代表调用此函数的对象。上面的函数_function相当于：

void _function(a_class *this);

 那么问题来了，this这个参数是隐藏的，如何才能做到让编译器识别并禁止改变此对象呢？即如何做到如下效果：

void _function(const a_class *this);

 直接这样写肯定不行，那能不能如下所示呢？

void _function(const );

编译器会认为这是另外一个参数的修饰（并且会报错因为没有类型！） ，而不是this。

于是解决方法就是：

void _function()const;

 总结一下，上面函数声明的意思就是，禁止在此函数中修改调用此函数的对象的内容。

（7）最后说说'类型转换

要了解const，当然不能不了解C++的类型转换const_cast<datatype>(data)

此类型转换专门用来将const类型的指针或引用转换为非const类型，如下：

int number=1;
const int& refer=number;
int& _refer=const_cast<int&>(refer);
refer=12;              　　　　　　　　//error
_refer=12;             　　　　　　　　//ok, now refer==12, _refer==12, number==12

 当原本数据类型不是常量时，const_cast可以正常工作。那么，如果原本类型就是常量,那会发生什么，如下：

const int number=1;
const int& refer=number;
int& _refer=const_cast<int&>(refer); //undefined behavior
refer=12;                            //error
_refer=12;                           //ok, now refer==12, _refer==12, number==1 in g++

当声明一个常量时，编译器可能会采取某些形式的内存保护措施以确保其内容不被改变。所以这种情况是未定义的，最好不要这样做。