细说C++之const

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 1、C语言中const与 C++中的const

void main()
{
  const int a = 10;
  int *p = (int*)&a;
  *p = 20;
  printf("%d", a);
}

     比较上述代码在C中和C++中运行结果：C:打印20；C++：打印0；

     由此可见，C语言中的const是个“冒牌货”，C++中 的const是一个真正的常量。

     原因：C语言直接为a分配了内存。C语言中的const变量是只读变量，有自己的存储空间。而C++编译器对const的处理是：当碰见常量声明时，在“符号表”（C++编译器专门设置的）中放入常量，在使用a的时候直接在符号表中取值！ 那么问题是那又如何解释取地址呢？

    A.编译过程中若发现使用常量则直接以符号表中的值替换；

    B.编译过程中若发现对const使用了extern（需要在其他文件中使用） 或者 &操作符，则给const常量另外再专门分配存储空间。

     如上图所示，对const变量取地址后，为“20”单独专门分配了空间，而与符号表中的a没有关系。

    2、const与基础数据类型：

   const int bufsize = 512；bufsize的值不能再被修改，任何试图为bufsize赋值的行为都将引发错误。因为const的对象一旦创建后其值不能再改变，所以const对象必须初始化。
   int i=12；const int ci=i；还可以利用另外一个对象（是不是const无关紧要）去初始化const对象。。。int j = ci；一旦拷贝完成，新的对象和原来的对象就没有什么关系了。
{
   int i = 50;
   const int j = i;      //初始化
   int k = j;
   int m = 100;
   //j = m;              //赋值，编译错误
}

    默认状态下，const对象仅在文件内有效，当多个文件中出现了同名的const对象，其实等同于在不同文件定义了独立的变量。

    如果const对象需要在不同文件共享，那就需要对const对象不管是声明还是定义都添加extern关键字。

    注意只能定义一次：extern const int bufsize = 512；一般被包含在头文件。

    在使用时直接声明：extern const int bufsize；不能再定义，否则出错。extern就说明了bufsize并不是本文件独有，它的定义在别处。

    3、const与引用

void main()
{
   //对常量对象 只能 用 常量引用
   const int ci = 100;  //常量对象
   const int &ri = ci;  //正确：引用及其对应的对象都是常量
   //ri = 100;          //error：ri是对常量的引用
   //int &r2 = ci;      //error：将一个非常量引用指向一个常量对象，如果正确，那么将可以通过修改r2来改变ci的值，ci显然不能改变。
 
   //常量引用 允许被 绑定到 非常量的对象、 字面值、 一般表达式 ————例外1
   int i = 50;
   const int &CRi1 = i;        //非常量的对象
   const int &CRi2 = 500;      //字面值
   const int &CRi3 = i * 2;    //一般表达式
   int r4 = CRi1 * 2;          //正确：CRi1的常量特征仅仅在执行改变的时候才会发生作用，拷贝赋值并不会改变，一旦拷贝完成，新的对象和原来的对象就没有什么关系了。
   //int &r5 = CRi1 * 2;        //error：将一个非常量引用指向一个常量对象，如果正确，那么将可以通过修改r5来改变CRi1的值，CRi1显然不能改变。
          /* * * * * * * * *
             *一般来说，引用的类型必须与其所引用对象的类型一致。
             *当一个常量引用被绑定到另外一种类型上到底发生了什么？
             *   double d = 3.14;
                 const int &ri = d;
 
             *   const int tmp = d;   // 由双精度浮点数生成一个临时的整型常量
                 const int &ri = d;   // 让ri绑定这个临时的常量
             * * * * * * * * */
 
   //常量引用仅仅对自己可参与的操作做了限定，如果引用的对象是个非常量，那么允许通过其他途径改变它的值
   int j = 10;
   int &rj = j;             //引用rj 绑定 对象j
   const int &cj = j;       //常量引用cj 也绑定 对象j，但是不允许通过cj 去修改j的值
   rj = 1000;               //通过rj 修改j，j被修改为1000
   //cj = 1000;
   cout << "j: " << j << "  ,cj: " << cj << endl;   //j: 1000  ,cj: 1000
}  

    4、const与指针

      所谓指向常量 的指针或者引用，不过是指针或引用“自以为是”罢了，它们自己觉得自己指向了常量，所以自觉地不去改变它所指向的对象的值。（但是常量 的指针或者引用 是可以 指向非常量的，而非常量是可以通过其他途径改变的）。

      指针是对象，而引用不是！因此，指针本身是不是常量 和 指针所指的是不是一个常量 是两个相互独立的问题！

      顶层const——指针本身是个常量！

      底层const——指针所指的对象是个常量！

void main()
{
    int i = 10, m = 20;
    const int ci = 100, cm = 200;
 
    //第一、二个意思一样，代表一个  常整形数，任何试图为a、b赋值的行为都将引发错误
    const int a = 0;        //必须初始化
    int const b = 1;        
 
 
    //第三个 c是一个指向常整形数的指针(所指向的内存数据不能被修改，但是本身可以修改)
    const int *c1 = &ci;
    //int *c2 = &ci;        //存放常量的地址，只能使用指向常量的指针
 
    const int *c = &i;      
    //*c = m;               //c指向的内存数据是const的(c的自我感觉)，也就是不能通过 *c “直接修改”的
    c = &m;                 //c的值是允许修改的（底层const），修改c的指向，让c指向另外一个内存空间
    cout << *c << endl;     //20
 
 
    //第四个 d 常指针————指针本身是个常量（指针变量(指向)不能被修改，但是它所指向内存空间可以被修改）
    int ii = 0;
    int * const d = ?    //d 将一直指向 ii （顶层const），不允许修改 d 的值
    *d = 250;               //指针本身是个常量，并不意味着不能通过修改指针所指向的值。（依赖于所指向的对象）
    cout << ii << endl;     // ii 被修改成250，（d指向的是一个非常量）
 
    //第五个 e 一个指向常整形的常指针（指针和它所指向的内存空间，均不能被修改）
    const int pi = 123;
    const int * const e = π   //e所指的对象值 和 e自己存储的那个地址 都不能改变
}

    5、const与成员函数

    将const实施与成员函数的目的，是为了确认该成员函数可作用于const对象身上。两个函数如果只是常量性不同，可以被重载。

    6、const与define

          const修饰的常量编译期间，就确定下来。const常量是由编译器处理的，提供类型检查和作用域检查；宏定义由预处理器处理，单纯的文本替换。

void fun1()
{
    #define a 10
    const int b = 20;
    //#undef a  //将宏定义a卸载,限制作用域
}
 
void fun2()
{
    printf("a = %d\n", a);
    //printf("b = %d\n", b);   //const定义的b是有作用域的
}
 

    7、const与constexpr

        constexpr：常量表达式，指的是值不会改变并且在编译过程中就能得到计算结果的表达式。由数据类型和初始值共同决定。

   const int max = 100;         //max是常量表达式
   const int limit = max + 1;   //limit是常量表达式
   int size = 50;               //size不是常量表达式，只一个普通的int类型
   const int sz = get_size();   //sz本身是个常量，但它的值直到运行时才能确定，所以不是常量表达式
 
   一般说来，如果你认定变量是一个常量表达式，那就把它声明成constexpr类型。
   const int sz = get_size();   //只有get_size()是一个constexptr函数时，才是一条正确的声明语句。

  8、const与auto

       auto一般会忽略掉顶层const，同时底层const则会保留。

void main()
{
   //auto一般会忽略掉顶层const，同时底层const则会保留。
   int i = 10;
   const int ci = i;
   const int &cr = ci;
   auto b = ci;           //b是一个int（ci的顶层const特性被忽略）
   auto c = cr;           //c是一个int（cr是ci的别名，ci的顶层const特性被忽略）
   auto d = &i;           //d是一个整型指针（整数的地址就是指向整数的指针）
   auto e = &ci;          //e是一个指向整型常量的指针（对常量对象 取地址 是一种底层const）
 
   //如果希望推断出的auto类型是一个顶层const，则需明确指出
   const auto f = ci;     //ci的推演类型是int，f是const
 
   //还可以将引用设为auto，原来的初始化规则仍然适用
   auto &g = ci;          //g是一个常量引用，绑定到ci
   //auto &h = 42;        //error:显然不能为一个字面值绑定非常量引用。（怎么说？h是42的引用？字面量42没有内存空间 没有办法做引用）
   const auto &j = 42;    //正确：可以为常量引用绑定字面值
}

    9、const与decltype

       decltype处理顶层const和引用的方式与auto不同。如果decltype使用的表达式是一个变量，则decltype返回该变量的类型。
 

  int i = 10;
const int ci = i;
const int &cr = ci;
decltype(ci) x = 0;    //x的类型是const int
decltype(cr) y = x;    //y的类型是const int&，y绑定到x
//decltype(cr) z;      //error：z是一个引用，必须初始化
 

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