C++ 那些事 基础进阶 ---const

tech2026-04-09  1

const 含义          

 常类型是指示使用类型修饰符const说明的类型,常类型的变量或对象的值是不能被更新的。

 const的作用

 可以定义常量

     const int a=100;     

     2. 类型检查

~const常量具有类型,编译器可以进行安全检查;

#define宏定义也存在数据类型,只是简单的字符串替换,不能进行安全检查。

用 const 定义常量(类型为整数或枚举,必须以常量表达式初始化),则这种常量在非 odr 式使用(粗略来说是只使用其值)时不需要依赖其身为变量的身份,一定场合下甚至可以不需要定义(譬如作为类的 static 成员对象)。 编译器在作为常量处理它时,不会依赖“一份定义”,而是像是立即数一样使用它,它本身可能在机器码中被“拷贝”到多个地方,和 #define 定义的宏常量的结果相同。 另一方面, const 定义的常量由于是整数或枚举,所以直接变成机器码上的立即数往往性能更好。

  3.  防止修改,起保护作用,增加程序健壮性

  void f(const int i){

   i++;  //错误的

}

  4. 可以节省空间,避免不必要的内存分配

const定义常量从汇编的角度来看,只是给出了对应的内存地址,而不是像#define一样给出的是立即数,所以,const定义的常量在程序运行过程中只有一份拷贝,而#define定义的常量在内存中有若干个拷贝。

 const 对象默认为文件局部变量

 注意::非const变量默认为extern。要使const变量能够在其他文件中访问,必须在文件中显式地指定它为extern。

未被const修饰的变量在不同文件的访问

// file1.cpp int ext // file2.cpp #include<iostream> extern int ext; int main(){ std::cout<<(ext+10)<<std::endl; }

 const常量在不同文件的访问:

//extern_file1.cpp extern const int ext=12; //extern_file2.cpp #include<iostream> /** * by 光城 * compile: g++ -o file const_file2.cpp const_file1.cpp * execute: ./file */ extern const int ext; int main(){ std::cout<<ext<<std::endl; }

 定义常量

const int b=10; b=0;//error b为常量,不可更改 const string s="hello"; const int i,j=0;//error i没有初始化

 指针与const

     与指针相关的const有四种:

const char *a;// 指向const对象的指针或者说指向常量的指针 char const *a ; // 指向const对象的指针或者说指向常量的指针 char *const a; //指向类型对象的const指针 或者说常指针、const指针 const char *const a;//指向const对象的const指针

小结:如果const位于*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*的右侧,const就是修饰指针本身,即指针本身是常量。

 

具体使用如下:

(1)指向常量的指针

 

const int *ptr; *ptr = 10; //error

 ptr是一个指向int类型const对象的指针,const定义的是int类型,也就是ptr所指向的对象类型,而不是ptr本身,所以ptr可以不用赋初始值。但是不能通过ptr去修改所指对象的值。

除此之外,也不能使用void*指针保存const对象的地址,必须使用const void*类型的指针保存const对象的地址。

 

const int p=10; const void *vp=&p; void *vp=&p; //error

另外一个重点是:允许把非const对象的地址赋给指向const对象的指针。

将非const对象的地址赋给const对象的指针:

const int *ptr; int a=3; ptr=&val;

 我们不能通过ptr指针来修改val的值,即使它指向的是非const对象!

我们不能使用指向const对象的指针修改基础对象,然而如果该指针指向了非const对象,可用其他方式修改其所指的对象。可以修改const指针所指向的值的,但是不能通过const对象指针来进行而已!

int *ptr1 = &val; *ptr1=4; cout<<*ptr<<endl;

 

 对于指向常量的指针,不能通过指针来修改对象的值。 也不能使用void`*`指针保存const对象的地址,必须使用const void`*`类型的指针保存const对象的地址。 允许把非const对象的地址赋值给const对象的指针,如果要修改指针所指向的对象值,必须通过其他方式修改,不能直接通过当前指针直接修改。

(2)常指针

const指针必须进行初始化,且const指针的值不能修改。

#include<iostream> using namespace std; int main(){ int num=0; int * const ptr=&num; //const指针必须初始化!且const指针的值不能修改 int * t = &num; *t = 1; cout<<*ptr<<endl; }

上述修改ptr指针所指向的值,可以通过非const指针来修改。

最后,当把一个const常量的地址赋值给ptr时候,由于ptr指向的是一个变量,而不是const常量,所以会报错,出现:const int* -> int *错误!

#include<iostream> using namespace std; int main(){ const int num=0; int * const ptr=&num; //error! const int* -> int* cout<<*ptr<<endl; }

上述若改为 const int *ptr或者改为const int *const ptr,都可以正常!

(3)指向常量的常指针

const int p = 3; const int * const ptr = &p;

函数中使用const

 cost修饰函数返回值

(1)const int

const int func1();

 (2)const int*

const int* func2();

 指针指向的内容不变。

  (3)int *const

int *const func2();

  指针本身不可变。

   const修饰函数参数

(1)传递过来的参数及指针本身在函数内不可变,无意义!

void func(const int var); // 传递过来的参数不可变 void func(int *const var); // 指针本身不可变

 表明参数在函数体内不能被修改,但此处没有任何意义,var本身就是形参,在函数内不会改变。包括传入的形参是指针也是一样。

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。

(2)参数指针所指内容为常量不可变

void StringCopy(char *dst, const char *src);

其中src 是输入参数,dst 是输出参数。给src加上const修饰后,如果函数体内的语句试图改动src的内容,编译器将指出错误。这就是加了const的作用之一。 

(3)参数为引用,为了增加效率同时防止修改。

void func(const A &a)

 

对于非内部数据类型的参数而言,象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。

小结: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)。

类中使用const

在一个类中,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

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。使用const关

字进行说明的成员函数,称为常成员函数。只有常成员函数才有资格操作常量或常对象,没有使用const关键字

明的成员函数不能用来操作常对象。

对于类中的const成员变量必须通过初始化列表进行初始化,如下所示:

class Apple { private: int people[100]; public: Apple(int i); const int apple_number; }; Apple::Apple(int i):apple_number(i) { } const对象只能访问const成员函数,而非const对象可以访问任意的成员函数,包括const成员函数. 例如: class Apple { private: int people[100]; public: Apple(int i); const int apple_number; void take(int num) const; int add(int num); int add(int num) const; int getCount() const; }; //main.cpp #include<iostream> #include"apple.cpp" using namespace std; Apple::Apple(int i):apple_number(i) { } int Apple::add(int num){ take(num); } int Apple::add(int num) const{ take(num); } void Apple::take(int num) const { cout<<"take func "<<num<<endl; } int Apple::getCount() const { take(1); // add(); //error return apple_number; } int main(){ Apple a(2); cout<<a.getCount()<<endl; a.add(10); const Apple b(3); b.add(100); return 0; } //编译: g++ -o main main.cpp apple.cpp //结果 take func 1 2 take func 10 take func 100

上面getCount()方法中调用了一个add方法,而add方法并非const修饰,所以运行报错。也就是说const对象只能访问const成员函数。

而add方法又调用了const修饰的take方法,证明了非const对象可以访问任意的成员函数,包括const成员函数。

除此之外,我们也看到add的一个重载函数,也输出了两个结果,说明const对象默认调用const成员函数。

我们除了上述的初始化const常量用初始化列表方式外,也可以通过下面方法:

第一:将常量定义与static结合,也就是:

static const int apple_number

第二:在外面初始化:

const int Apple::apple_number=10;

当然,如果你使用c++11进行编译,直接可以在定义出初始化,可以直接写成:

static const int apple_number=10; 或者 const int apple_number=10;

这两种都在c++11中支持!

编译的时候加上-std=c++11即可!

这里提到了static,下面简单的说一下:

在C++中,static静态成员变量不能在类的内部初始化。在类的内部只是声明,定义必须在类定义体的外部,通常在类的实现文件中初始化。

在类中声明:

static int ap;

在类实现文件中使用:

int Apple::ap=666

对于此项,c++11不能进行声明并初始化,也就是上述使用方法。

以上文件参考 《C++那些事》 自己的笔记 

原文链接 https://light-city.club/sc/basic_content/const/

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