const

(1)可以定義 const 常量

(2)const 可以修飾函數(shù)的參數(shù)、返回值.

詳細(xì)內(nèi)容:

1、什么是const?

常類型是指使用類型修飾符const說明的類型,常類型的變量或?qū)ο蟮闹凳遣荒鼙桓碌摹#ó?dāng)然,我們可以偷梁換柱進(jìn)行更新:)

2、為什么引入const?

const 推出的初始目的,正是為了取代預(yù)編譯指令,消除它的缺點(diǎn),同時繼承它的優(yōu)點(diǎn)。

3、cons有什么主要的作用?

(1)可以定義const常量,具有不可變性。 例如:

const int Max=100; int Array[Max];

(2)便于進(jìn)行類型檢查,使編譯器對處理內(nèi)容有更多了解,消除了一些隱患。例如: void f(const int i) { .........} 編譯器就會知道i是一個常量,不允許修改; (3)可以避免意義模糊的數(shù)字出現(xiàn),同樣可以很方便地進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整和修改。 同宏定義一樣,可以做到不變則已,一變都變!如(1)中,如果想修改Max的內(nèi)容,只需要:const int Max=you want;即可!

(4)可以保護(hù)被修飾的東西,防止意外的修改,增強(qiáng)程序的健壯性。 還是上面的例子,如果在函數(shù)體內(nèi)修改了i,編譯器就會報錯; 例如:

void f(const int i) { i=10;//error! }

(5) 為函數(shù)重載提供了一個參考。

class A { ......

void f(int i) {......} //一個函數(shù)

void f(int i) const {......} //上一個函數(shù)的重載 ......

};

(6) 可以節(jié)省空間,避免不必要的內(nèi)存分配。 例如:

#define PI 3.14159 //常量宏

const doulbe Pi=3.14159; //此時并未將Pi放入ROM中 ......

double i=Pi; //此時為Pi分配內(nèi)存,以后不再分配!

double I=PI; //編譯期間進(jìn)行宏替換,分配內(nèi)存

double j=Pi; //沒有內(nèi)存分配

double J=PI; //再進(jìn)行宏替換,又一次分配內(nèi)存!

const定義常量從匯編的角度來看,只是給出了對應(yīng)的內(nèi)存地址,而不是象#define一樣給出的是立即數(shù),所以,const定義的常量在程序運(yùn)行過程中只有一份拷貝,而#define定義的常量在內(nèi)存中有若干個拷貝。

(7) 提高了效率。 編譯器通常不為普通const常量分配存儲空間,而是將它們保存在符號表中,這使得它成為一個編譯期間的常量,沒有了存儲與讀內(nèi)存的操作,使得它的效率也很高。

4、如何使用const?

(1)修飾一般常量 一般常量是指簡單類型的常量。這種常量在定義時,修飾符const可以用在類型說明符前,也可以用在類型說明符后。 例如:

int const x=2; 或 const int x=2;

(2)修飾常數(shù)組 定義或說明一個常數(shù)組可采用如下格式:

int const a[5]={1, 2, 3, 4, 5};

const int a[5]={1, 2, 3, 4, 5};

(3)修飾常對象 常對象是指對象常量,定義格式如下:

class A; const A a;

A const a; 定義常對象時,同樣要進(jìn)行初始化,并且該對象不能再被更新,修飾符const可以放在類名后面,也可以放在類名前面。

(4)修飾常指針

const int *A; //const修飾指向的對象,A可變,A指向的對象不可變

int const *A; //const修飾指向的對象,A可變,A指向的對象不可變

int *const A; //const修飾指針A, A不可變,A指向的對象可變

const int *const A;//指針A和A指向的對象都不可變

(5)修飾常引用 使用const修飾符也可以說明引用,被說明的引用為常引用,該引用所引用的對象不能被更新。其定義格式如下:

const double & v;

(6)修飾函數(shù)的常參數(shù) const修飾符也可以修飾函數(shù)的傳遞參數(shù),格式如下:

void Fun(const int Var); 告訴編譯器Var在函數(shù)體中的無法改變,從而防止了使用者的一些無意的或錯誤的修改。

(7)修飾函數(shù)的返回值: const修飾符也可以修飾函數(shù)的返回值,是返回值不可被改變,格式如下:

const int Fun1(); const MyClass Fun2();

(8)修飾類的成員函數(shù): const修飾符也可以修飾類的成員函數(shù),格式如下:

class ClassName {

public:

int Fun() const; .....

}; 這樣,在調(diào)用函數(shù)Fun時就不能修改類里面的數(shù)據(jù)

(9)在另一連接文件中引用const常量

extern const int i;//正確的引用

extern const int j=10;//錯誤!常量不可以被再次賦值 另外,還要注意,常量必須初始化! 例如: const int i=5;

5、幾點(diǎn)值得討論的地方:

(1)const究竟意味著什么?

說了這么多,你認(rèn)為const意味著什么?一種修飾符?接口抽象?一種新類型? 也許都是,在Stroustup最初引入這個關(guān)鍵字時,只是為對象放入ROM做出了一種可能,對于const對象,C++既允許對其進(jìn)行靜態(tài)初始化,也允許對他進(jìn)行動態(tài)初始化。理想的const對象應(yīng)該在其構(gòu)造函數(shù)完成之前都是可寫的,在析夠函數(shù)執(zhí)行開始后也都是可寫的,換句話說,const對象具有從構(gòu)造函數(shù)完成到析夠函數(shù)執(zhí)行之前的不變性,如果違反了這條規(guī)則,結(jié)果都是未定義的!雖然我們把const放入ROM中,但這并不能夠保證const的任何形式的墮落,我們后面會給出具體的辦法。無論const對象被放入ROM中,還是通過存儲保護(hù)機(jī)制加以保護(hù),都只能保證,對于用戶而言這個對象沒有改變。換句話說,廢料收集器(我們以后會詳細(xì)討論,這就一筆帶過)或數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對一個const的修改怎沒有任何問題。

(2)位元const V.S. 抽象const?

對于關(guān)鍵字const的解釋有好幾種方式,最常見的就是位元const 和 抽象const。下面我們看一個例子: class A { public: ...... A f(const A& a); ...... }; 如果采用抽象const進(jìn)行解釋,那就是f函數(shù)不會去改變所引用對象的抽象值,如果采用位元const進(jìn)行解釋,那就成了f函數(shù)不會去改變所引用對象的任何位元。 我們可以看到位元解釋正是c++對const問題的定義,const成員函數(shù)不被允許修改它所在對象的任何一個數(shù)據(jù)成員。 為什么這樣呢?因?yàn)槭褂梦辉猚onst有2個好處: 最大的好處是可以很容易地檢測到違反位元const規(guī)定的事件:編譯器只用去尋找有沒有對數(shù)據(jù)成員的賦值就可以了。另外,如果我們采用了位元const,那么,對于一些比較簡單的const對象,我們就可以把它安全的放入ROM中,對于一些程序而言,這無疑是一個很重要的優(yōu)化方式。(關(guān)于優(yōu)化處理,我們到時候?qū)iT進(jìn)行討論) 當(dāng)然,位元const也有缺點(diǎn),要不然,抽象const也就沒有產(chǎn)生的必要了。 首先,位元const的抽象性比抽象const的級別更低!實(shí)際上,大家都知道,一個庫接口的抽象性級別越低,使用這個庫就越困難。 其次,使用位元const的庫接口會暴露庫的一些實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),而這往往會帶來一些負(fù)面效應(yīng)。所以,在庫接口和程序?qū)崿F(xiàn)細(xì)節(jié)上,我們都應(yīng)該采用抽象const。 有時,我們可能希望對const做出一些其它的解釋,那么,就要注意了,目前,大多數(shù)對const的解釋都是類型不安全的,這里我們就不舉例子了,你可以自己考慮一下,總之,我們盡量避免對const的重新解釋。

(3)放在類內(nèi)部的常量有什么限制?

看看下面這個例子:

class A {

private:

const int c3 = 7; // ???

static int c4 = 7; // ???

static const float c5 = 7; // ??? ......

};

你認(rèn)為上面的3句對嗎?呵呵,都不對!使用這種類內(nèi)部的初始化語法的時候,常量必須是被一個常量表達(dá)式初始化的整型或枚舉類型,而且必須是static和const形式。這顯然是一個很嚴(yán)重的限制! 那么,我們的標(biāo)準(zhǔn)委員會為什么做這樣的規(guī)定呢?一般來說,類在一個頭文件中被聲明,而頭文件被包含到許多互相調(diào)用的單元去。但是,為了避免復(fù)雜的編譯器規(guī)則,C++要求每一個對象只有一個單獨(dú)的定義。如果C++允許在類內(nèi)部定義一個和對象一樣占據(jù)內(nèi)存的實(shí)體的話,這種規(guī)則就被破壞了。

(4)如何初始化類內(nèi)部的常量?

一種方法就是static 和 const 并用,在內(nèi)部初始化,如上面的例子; 另一個很常見的方法就是初始化列表:

class A {

public:

A(int i=0):test(i) {}

private:

const int i;

}; 還有一種方式就是在外部初始化,例如:

class A {

public:

A() {}

private:

static const int i;//注意必須是靜態(tài)的!

};

const int A::i=3;

(5)常量與數(shù)組的組合有什么特殊嗎? 我們給出下面的代碼:

const int size[3]={10,20,50};

int array[size[2]];

有什么問題嗎?對了,編譯通不過!為什么呢?

Const可以用于集合,但編譯器不能把一個集合存放在它的符號表里,所以必須分配內(nèi)存。在這種情況下,const意味著“不能改變的一塊存儲”。然而,其值在編譯時不能被使用,因?yàn)榫幾g器在編譯時不需要知道存儲的內(nèi)容。自然,作為數(shù)組的大小就不行了:) 你再看看下面的例子:

class A {

public:

A(int i=0):test[2]({1,2}) {}//你認(rèn)為行嗎?

private:

const int test[2];

};

vc6下編譯通不過,為什么呢? 關(guān)于這個問題,前些時間,njboy問我是怎么回事?我反問他:“你認(rèn)為呢?”他想了想,給出了一下解釋,大家可以看看:我們知道編譯器堆初始化列表的操作是在構(gòu)造函數(shù)之內(nèi),顯式調(diào)用可用代碼之前,初始化的次序依據(jù)數(shù)據(jù)聲明的次序。初始化時機(jī)應(yīng)該沒有什么問題,那么就只有是編譯器對數(shù)組做了什么手腳!其實(shí)做什么手腳,我也不知道,我只好對他進(jìn)行猜測:編譯器搜索到test發(fā)現(xiàn)是一個非靜態(tài)的數(shù)組,于是,為他分配內(nèi)存空間,這里需要注意了,它應(yīng)該是一下分配完,并非先分配test[0],然后利用初始化列表初始化,再分配test[1],這就導(dǎo)致數(shù)組的初始化實(shí)際上是賦值!然而,常量不允許賦值,所以無法通過。 呵呵,看了這一段冠冕堂皇的話,真讓我笑死了!njboy別怪我揭你短呀:)我對此的解釋是這樣的:C++標(biāo)準(zhǔn)有一個規(guī)定,不允許無序?qū)ο笤陬悆?nèi)部初始化,數(shù)組顯然是一個無序的,所以這樣的初始化是錯誤的!對于他,只能在類的外部進(jìn)行初始化,如果想讓它通過,只需要聲明為靜態(tài)的,然后初始化。 這里我們看到,常量與數(shù)組的組合沒有什么特殊!一切都是數(shù)組惹的禍!

(6)this指針是不是const類型的?

this指針是一個很重要的概念,那該如何理解她呢?也許這個話題太大了,那我們縮小一些:this指針是個什么類型的?這要看具體情況:如果在非const成員函數(shù)中,this指針只是一個類類型的;如果在const成員函數(shù)中,this指針是一個const類類型的;如果在volatile成員函數(shù)中,this指針就是一個volatile類類型的。

(7)const到底是不是一個重載的參考對象?

先看一下下面的例子:

class A {

......

void f(int i) {......}//一個函數(shù)

void f(int i) const {......}//上一個函數(shù)的重載

......

}; 上面是重載是沒有問題的了,那么下面的呢?

class A {

......

void f(int i) {......}//一個函數(shù)

void f(const int i) {......}//?????

......

}; 這個是錯誤的,編譯通不過。那么是不是說明內(nèi)部參數(shù)的const不予重載呢?再看下面的例子:

class A {

......

void f(int& ) {......}//一個函數(shù)

void f(const int& ) {......}//?????

......

}; 這個程序是正確的,看來上面的結(jié)論是錯誤的。為什么會這樣呢?這要涉及到接口的透明度問題。按值傳遞時,對用戶而言,這是透明的,用戶不知道函數(shù)對形參做了什么手腳,在這種情況下進(jìn)行重載是沒有意義的,所以規(guī)定不能重載!當(dāng)指針或引用被引入時,用戶就會對函數(shù)的操作有了一定的了解,不再是透明的了,這時重載是有意義的,所以規(guī)定可以重載。

(8)什么情況下為const分配內(nèi)存?

以下是我想到的可能情況,當(dāng)然,有的編譯器進(jìn)行了優(yōu)化,可能不分配內(nèi)存。

A、作為非靜態(tài)的類成員時;

B、用于集合時;

C、被取地址時;

D、在main函數(shù)體內(nèi)部通過函數(shù)來獲得值時;

E、const的 class或struct有用戶定義的構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)或基類時;。

F、當(dāng)const的長度比計算機(jī)字長還長時;

G、參數(shù)中的const;

H、使用了extern時。 不知道還有沒有其他情況,歡迎高手指點(diǎn):)

(9)臨時變量到底是不是常量?

很多情況下,編譯器必須建立臨時對象。像其他任何對象一樣,它們需要存儲空間而且必須被構(gòu)造和刪除。區(qū)別是我們從來看不到編譯器負(fù)責(zé)決定它們的去留以及它們存在的細(xì)節(jié)。對于C++標(biāo)準(zhǔn)草案而言:臨時對象自動地成為常量。因?yàn)槲覀兺ǔ=佑|不到臨時對象,不能使用與之相關(guān)的信息,所以告訴臨時對象做一些改變有可能會出錯。當(dāng)然,這與編譯器有關(guān),例如:vc6、vc7都對此作了擴(kuò)展,所以,用臨時對象做左值,編譯器并沒有報錯。

(10)與static搭配會不會有問題? 假設(shè)有一個類:

class A {

public:

......

static void f() const { ......}

......

}; 我們發(fā)現(xiàn)編譯器會報錯,因?yàn)樵谶@種情況下static不能夠與const共存! 為什么呢?因?yàn)閟tatic沒有this指針,但是const修飾this指針,所以...

(11)如何修改常量?

有時候我們卻不得不對類內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改,但是我們的接口卻被聲明了const,那該怎么處理呢?我對這個問題的看法如下:

1)標(biāo)準(zhǔn)用法:

mutable class A {

public:

A(int i=0):test(i) { }

void SetValue(int i)const { test=i; }

private: mutable int test;//這里處理!

};

2)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換:

const_cast class A {

public:

A(int i=0):test(i) { }

void SetValue(int i)const {

const_cast (test)=i;

}//這里處理!

private:

int test;

};

3)靈活的指針:

int* class A {

public:

A(int i=0):test(i) { }

void SetValue(int i)const { *test=i; }

private:

int* test; //這里處理!

};

4)未定義的處理

class A {

public:

A(int i=0):test(i) { }

void SetValue(int i)const {

int *p=(int*)&test; *p=i;

}//這里處理!

private:

int test;

}; 注意,這里雖然說可以這樣修改,但結(jié)果是未定義的,避免使用!

5)內(nèi)部處理:this指針

class A {

public:

A(int i=0):test(i) { }

void SetValue(int i)const {

((A*)this)->test=i;

}//這里處理!

private:

int test;

};

6)最另類的處理:空間布局

class A {

public:

A(int i=0):test(i),c('a') { }

private:

char c;

const int test;

};

int main()

{

A a(3);

A* pa=&a;

char* p=(char*)pa;

int* pi=(int*)(p+4);//利用邊緣調(diào)整

*pi=5;//此處改變了test的值!

return 0;

}

雖然我給出了6中方法,但是我只是想說明如何更改,但出了第一種用法之外,另外5種用法,我們并不提倡,不要因?yàn)槲疫@么寫了,你就這么用,否則,我真是要誤人子弟了:)

(12)最后我們來討論一下常量對象的動態(tài)創(chuàng)建。 既然編譯器可以動態(tài)初始化常量,就自然可以動態(tài)創(chuàng)建,例如:

const int* pi=new const int(10); 這里要注意2點(diǎn):

1)const對象必須被初始化!所以(10)是不能夠少的。

2)new返回的指針必須是const類型的。 那么我們可不可以動態(tài)創(chuàng)建一個數(shù)組呢? 答案是否定的,因?yàn)閚ew內(nèi)置類型的數(shù)組,不能被初始化。 這里我們忽視了數(shù)組是類類型的,同樣對于類內(nèi)部數(shù)組初始化我們也做出了這樣的忽視,因?yàn)檫@涉及到數(shù)組的問題,我們以后再討論。

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