const用法小结

关于C++中的const关键字的用法非常灵活,而使用const将大大改善程序的健壮性,参考了康建东兄的const使用详解一文,对其中进行了一些补充,写下了本文。

1.       const常量,如const int max = 100; 
优点:const常量有数据类型,而宏常量没有数据类型。编译器可以对前者进行类型安全检查,而对后者只进行字符替换,没有类型安全检查,并且在字符替换时可能会产生意料不到的错误(边际效应)

2.       const 修饰类的数据成员。如:
class A

{

    const int size;

    …

}

const数据成员只在某个对象生存期内是常量,而对于整个类而言却是可变的。因为类可以创建多个对象,不同的对象其const数据成员的值可以不同。所以不能在类声明中初始化const数据成员,因为类的对象未被创建时,编译器不知道const 数据成员的值是什么。如

class A

{

const int size = 100;    //错误

int array[size];         //错误,未知的size

}

const数据成员的初始化只能在类的构造函数的初始化表中进行。要想建立在整个类中都恒定的常量,应该用类中的枚举常量来实现。如

class A

{…

enum {size1=100, size2 = 200 };

int array1[size1];

int array2[size2];

}

枚举常量不会占用对象的存储空间,他们在编译时被全部求值。但是枚举常量的隐含数据类型是整数,其最大值有限,且不能表示浮点数。

3.       const修饰指针的情况,见下式:

int b = 500; 
const int* a = &           [1] 
int const *a = &           [2] 
int* const a = &           [3] 
const int* const a = &     [4]

如果你能区分出上述四种情况,那么,恭喜你,你已经迈出了可喜的一步。不知道,也没关系,我们可以参考《Effective c++》Item21上的做法,如果const位于星号的左侧,则const就是用来修饰指针所指向的变量,即指针指向为常量;如果const位于星号的右侧,const就是修饰指针本身,即指针本身是常量。因此,[1]和[2]的情况相同,都是指针所指向的内容为常量(const放在变量声明符的位置无关),这种情况下不允许对内容进行更改操作,如不能*a = 3 ;[3]为指针本身是常量,而指针所指向的内容不是常量,这种情况下不能对指针本身进行更改操作,如a++是错误的;[4]为指针本身和指向的内容均为常量。

4.     const的初始化

先看一下const变量初始化的情况 
1) 非指针const常量初始化的情况:A b; 
const A a = b;

2) 指针const常量初始化的情况:

A* d = new A(); 
const A* c = d; 
或者:const A* c = new A(); 
3)引用const常量初始化的情况: 
A f; 
const A& e = f;      // 这样作e只能访问声明为const的函数,而不能访问一           

般的成员函数;

    [思考1]: 以下的这种赋值方法正确吗? 
    const A* c=new A(); 
    A* e = c; 
    [思考2]: 以下的这种赋值方法正确吗? 
    A* const c = new A(); 
    A* b = c;

5.     另外const 的一些强大的功能在于它在函数声明中的应用。在一个函数声明中,const 可以修饰函数的返回值,或某个参数;对于成员函数,还可以修饰是整个函数。有如下几种情况,以下会逐渐的说明用法:A& operator=(const A& a); 
void fun0(const A* a ); 
void fun1( ) const; // fun1( ) 为类成员函数 
const A fun2( );

1) 修饰参数的const,如 void fun0(const A* a ); void fun1(const A& a); 
调用函数的时候,用相应的变量初始化const常量,则在函数体中,按照const所修饰的部分进行常量化,如形参为const A* a,则不能对传递进来的指针的内容进行改变,保护了原指针所指向的内容;如形参为const A& a,则不能对传递进来的引用对象进行改变,保护了原对象的属性。 
[注意]:参数const通常用于参数为指针或引用的情况,且只能修饰输入参数;若输入参数采用“值传递”方式,由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数,该参数本就不需要保护,所以不用const修饰。

[总结]对于非内部数据类型的输入参数,因该将“值传递”的方式改为“const引用传递”,目的是为了提高效率。例如,将void Func(A a)改为void Func(const A &a)

      对于内部数据类型的输入参数,不要将“值传递”的方式改为“const引用传递”。否则既达不到提高效率的目的,又降低了函数的可理解性。例如void Func(int x)不应该改为void Func(const int &x)

2) 修饰返回值的const,如const A fun2( ); const A* fun3( ); 
这样声明了返回值后,const按照"修饰原则"进行修饰,起到相应的保护作用。const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs) 

return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(), 
lhs.denominator() * rhs.denominator()); 
}

返回值用const修饰可以防止允许这样的操作发生:Rational a,b; 
Radional c; 
(a*b) = c;

一般用const修饰返回值为对象本身(非引用和指针)的情况多用于二目操作符重载函数并产生新对象的时候。 
[总结]

1.     一般情况下,函数的返回值为某个对象时,如果将其声明为const时,多用于操作符的重载。通常,不建议用const修饰函数的返回值类型为某个对象或对某个对象引用的情况。原因如下:如果返回值为某个对象为const(const A test = A 实例)或某个对象的引用为const(const A& test = A实例) ,则返回值具有const属性,则返回实例只能访问类A中的公有(保护)数据成员和const成员函数,并且不允许对其进行赋值操作,这在一般情况下很少用到。

2.       如果给采用“指针传递”方式的函数返回值加const修饰,那么函数返回值(即指针)的内容不能被修改,该返回值只能被赋给加const 修饰的同类型指针。如:

const char * GetString(void);

如下语句将出现编译错误:

char *str=GetString();

正确的用法是:

const char *str=GetString();

3.     函数返回值采用“引用传递”的场合不多,这种方式一般只出现在类的赙值函数中,目的是为了实现链式表达。如:

class A

{…

A &operate = (const A &other); //负值函数

}
A a,b,c;              //a,b,c为A的对象

a=b=c;            //正常

(a=b)=c;          //不正常,但是合法

若负值函数的返回值加const修饰,那么该返回值的内容不允许修改,上例中a=b=c依然正确。(a=b)=c就不正确了。
[思考3]: 这样定义赋值操作符重载函数可以吗? 
const A& operator=(const A& a);

6.     类成员函数中const的使用 
一般放在函数体后,形如:void fun() const; 
任何不会修改数据成员的函数都因该声明为const类型。如果在编写const成员函数时,不慎修改了数据成员,或者调用了其他非const成员函数,编译器将报错,这大大提高了程序的健壮性。如:

class Stack

{

public:

      void Push(int elem);

      int Pop(void);

      int GetCount(void) const;   //const 成员函数

private:

      int m_num;

      int m_data[100];

};

int Stack::GetCount(void) const

{

++m_num;              //编译错误,企图修改数据成员m_num

Pop();                    //编译错误,企图调用非const函数

Return m_num;

}

7.       使用const的一些建议

1 要大胆的使用const,这将给你带来无尽的益处,但前提是你必须搞清楚原委; 
2 要避免最一般的赋值操作错误,如将const变量赋值,具体可见思考题; 
3 在参数中使用const应该使用引用或指针,而不是一般的对象实例,原因同上; 
4 const在成员函数中的三种用法(参数、返回值、函数)要很好的使用; 
5 不要轻易的将函数的返回值类型定为const; 
6除了重载操作符外一般不要将返回值类型定为对某个对象的const引用;

[思考题答案] 
1 这种方法不正确,因为声明指针的目的是为了对其指向的内容进行改变,而声明的指针e指向的是一个常量,所以不正确; 
2 这种方法正确,因为声明指针所指向的内容可变; 
3 这种做法不正确; 
在const A::operator=(const A& a)中,参数列表中的const的用法正确,而当这样连续赋值的时侯,问题就出现了: 
A a,b,c: 
(a=b)=c; 
因为a.operator=(b)的返回值是对a的const引用,不能再将c赋值给const常量。


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posted @ 2010-10-23 12:56  elite_lcf  阅读(787)  评论(0编辑  收藏  举报
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