标签：c++   const   常量   

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和高效性。所以很多C++程序设计书籍建议：“Use const whenever you need”。

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： 

u 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。

u 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。

u 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底。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，我只好将“const&”修饰输入参数的用法总结一下，如表11-1-1所示。

2 用const修饰函数的返回值

u 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();

u 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。例如：

class String
{
	//…
	// 赋值函数
	String & operate=(const String &other);
	// 相加函数，如果没有friend修饰则只许有一个右侧参数
	friend	String operate+(const String &s1, const String &s2); 
	private:
		char *m_data; 
} 

String的赋值函数operate = 的实现如下：

String& String::operate=(const String &other)
{
	if (this == &other)
		return *this;
	delete m_data;
	m_data = new char[strlen(other.data)+1];
	strcpy(m_data, other.data);
	return *this;	// 返回的是*this的引用，无需拷贝过程
} 

对于赋值函数，应当用“引用传递”的方式返回String对象。如果用“值传递”的方式，虽然功能仍然正确，但由于return语句要把 *this拷贝到保存返回值的外部存储单元之中，增加了不必要的开销，降低了赋值函数的效率。例如：

String a,b,c;

…

a = b;  // 如果用“值传递”，将产生一次 *this 拷贝

a = b = c;  // 如果用“值传递”，将产生两次 *this 拷贝

String的相加函数operate + 的实现如下：

String String::operate+(const String &s1, const String &s2)  
{
	String temp;
	delete temp.data;	// temp.data是仅含‘\0’的字符串
	temp.data = new char[strlen(s1.data) + strlen(s2.data) + 1];
	strcpy(temp.data, s1.data);
	strcat(temp.data, s2.data);
	return temp;
}

对于相加函数，应当用“值传递”的方式返回String对象。如果改用“引用传递”，那么函数返回值是一个指向局部对象temp的“引用”。由于temp在函数结束时被自动销毁，将导致返回的“引用”无效。例如：

c = a + b;

此时 a + b 并不返回期望值，c什么也得不到，留下了隐患。

u 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
{//…
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。

3 用const修饰成员函数

const成员函数是指在类的成员函数后面加 const的函数，如int GetNum() const; const修饰成员函数的作用是：只能读取数据成员，不能改变数据成员。const成员函数只能调用const函数，不能调用其它非const成员函数；const对象只能调用const成员函数，不能调用非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。更诡异的是有时候看到类型这样的函数：const string & GetName() const;初学者一定搞懵掉(我一开始就完全不理解)。上面这一函数你大体可以这样理解：GetName() const说明是一个const的成员函数，你不能在GetName()函数休内更改Person的数据成员的值；const string & GetName()表明函数的返回值是一个const类型的字符串的引用。这样理解虽有些牵强，但至少可以理的清析一点。

相关的定义代码如下：

class A
{
	//…
	static const int SIZE1 = 100; // 枚举常量
	static const int SIZE2 = 200; // 枚举常量
	int array1[SIZE1];	
	int array2[SIZE2];
};

class Person
{
public:
	Person():m_name(""), m_age(0){};
	void SetName(const string &name);
	void SetAge(int age);
	const string & GetName() const;	//const成员函数
	int GetAge() const;				//const成员函数d
	void showHello(){cout << "hello" << endl;};
private:
	string m_name;
	int m_age;
};

void Person::SetName(const string &name)
{
	m_name = name;
}
void Person::SetAge(int age)
{
	GetName();
	m_age = age;
}
const string & Person::GetName() const
{
	return m_name;
}
int Person::GetAge() const
{
	//m_name = "test";	//不能更改成员变量的值
	//m_age = 5;		//不能更改成员变量的值
	return m_age;
}
void ShowPerson(const Person& person)
{
	cout << person.GetName() << endl;
	// 如果GetAge 和 GetName() 是非const成员函数，这一句和下一句调用是错误的
	cout << person.GetAge() << endl;
	//person.showHello();//错误：const对象不能调用非const成员函数，只能调用const成员变量
}

int main()
{
	Person p;
	p.SetName("ZhangSan");
	p.SetAge(15);
	string name = p.GetName();
	int age = p.GetAge();
	cout << name << endl;
	cout << age << endl;

	ShowPerson(p);
	return 0;
}

从Java到C++——常量(const)的高级应用,布布扣,bubuko.com

从Java到C++——常量(const)的高级应用

标签：c++   const   常量   

原文地址：http://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/29430567