c++关键字const的使用

1. 使用 const 提高函数的健壮性

看到 const 关键字，C++程序员首先想到的可能是 const 常量。这可不是良好的条件反射。如果只知道用 const 定义常量，那么相当于把火药仅用于制作鞭炮。const 更大的魅力是它可以修饰函数的参数、返回值，甚至函数的定义体。

const 是 constant 的 缩 写 ，“恒定不变”的意思。被 const 修饰的东西都受到强制保护 ，可以预防意外的变动，能提高程序的健壮性。所以很多 C++程序设计书籍建议：“Use constwhenever you need”。

1.1 用 const 修饰函数的参数

如果参数作输出用，不论它是什么数据类型，也不论它采用“指针传递”还是“引用传递”，都不能加 const 修饰，否则该参数将失去输出功能。

const 只能修饰输入参数：

  • 如果输入参数采用“指针传递”，那么加 const 修饰可以防止意外地改动该指针，起到保护作用。

例如 StringCopy 函数：

void StringCopy(char *strDestination, const char *strSource);

其中 strSource 是输入参数，strDestination 是输出参数。给 strSource 加上 const 修饰后，如果函数体内的语句试图改动 strSource 的内容，编译器将指出错误。

  • 如果输入参数采用“值传递”，由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数，该输入参数本来就无需保护，所以不要加 const 修饰。

例如不要将函数 void Func1(int x) 写成 void Func1(const int x)。同理不要将函数 void Func2(A a) 写成 void Func2(const A a)。其中 A 为用户自定义的数据类型。

  • 对于非内部数据类型的参数而言，像 void Func(A a) 这样声明的函数注定效率比较低。

因为函数体内将产生 A 类型的临时对象用于复制参数 a，而临时对象的构造、复制、析构过程都将消耗时间。

为了提高效率，可以将函数声明改为 void Func(A &a)，因为“引用传递”仅借用一下参数的别名而已，不需要产生临时对象。但是函数 void Func(A &a) 存在一个缺点 ：

“引用传递”有可能改变参数 a，这是我们不期望的。解决这个问题很容易，加 const修饰即可，因此函数最终成为 void Func(const A &a)。

以此类推，是否应将 void Func(int x) 改写为 void Func(const int &x)，以便提高效率？完全没有必要，因为内部数据类型的参数不存在构造、析构的过程，而复制也非常快，“值传递”和“引用传递”的效率几乎相当。问题是如此的缠绵，我们将“const &”修饰输入参数的用法总结一下:

  • 对于非内部数据类型的输入参数，应该将“值传递”的方式改为“const 引用传递”，目的是提高效率。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)。

1.2 用 const 修饰函数的返回值

  • 如果给以“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。

例如函数

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();

  • 如果函数返回值采用“值传递方式”，由于函数会把返回值复制到外部临时的存储单元中，加 const 修饰没有任何价值。

例如不要把函数 int GetInt(void) 写成 const int GetInt(void)。

同理不要把函数 A GetA(void) 写成 const A GetA(void)，其中 A 为用户自定义的数据类型。

如 果 返 回 值 不 是 内 部 数 据 类 型 ， 将 函 数 A GetA(void) 改 写 为 const A &GetA(void)的确能提高效率。但此时千万千万要小心，一定要搞清楚函数究竟是想返回一个对象的“拷贝”还是仅返回“别名”就可以了，否则程序会出错。

  • 函数返回值采用“引用传递”的场合并不多，这种方式一般只出现在类的赋值函数中，目的是为了实现链式表达。

例如

class A

对于非内部数据类型的输入参数，应该将“值传递”的方式改为“const 引用传 递”，目的是提高效率。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)。{… 

A & operate = (const A &other); // 赋值函数

};

A a, b, c; // a, b, c 为 A 的对象

…

a = b = c; // 正常的链式赋值

(a = b) = c; // 不正常的链式赋值，但合法

如果将赋值函数的返回值加 const 修饰，那么该返回值的内容不允许被改动。上例中，语句 a = b = c 仍然正确，但是语句 (a = b) = c 则是非法的。

1.3 const 成员函数

任何不会修改数据成员的函数都应该声明为 const 类型。如果在编写 const 成员函数时，不慎修改了数据成员，或者调用了其它非 const 成员函数，编译器将指出错误，这无疑会提高程序的健壮性。

以下程序中，类 stack 的成员函数 GetCount 仅用于计数，从逻辑上讲 GetCount 应当 为 const 函数。编译器将指出 GetCount 函数中的错误。

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;

}

const 成员函数的声明看起来怪怪的：const 关键字只能放在函数声明的尾部，大概是因为其它地方都已经被占用了。

posted on 2021-05-23 17:26  xufat  阅读(159)  评论(0)    收藏  举报

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