C++11?關(guān)鍵字?const?使用小結(jié)

更新時(shí)間：2021年12月11日 11:02:00 作者：MushRain

const大致意思是“我承諾不改變這個(gè)值”。主要用于說(shuō)明接口，這樣在把變量傳入函數(shù)時(shí)就不必?fù)?dān)心變量會(huì)在函數(shù)內(nèi)被改變，本文給大家介紹C++11?關(guān)鍵字?const?使用小結(jié)，感興趣的朋友一起看看吧

Const 的作用及歷史

const (computer programming) - Wikipedia

一、歷史

按理來(lái)說(shuō)，要想了解一件事物提出的原因，最好的辦法就是去尋找當(dāng)時(shí)的歷史背景，以及圍繞這件事所發(fā)生的故事。

可是非常抱歉，我并沒(méi)沒(méi)有找到C語(yǔ)言中const 提出的背景，但是一個(gè)可以參考的歷史是，常量這種數(shù)據(jù)形式早在匯編語(yǔ)言中就有所體現(xiàn)，匯編語(yǔ)言中的constant 是一個(gè)確定的數(shù)值，在匯編階段就可以確定直接編碼在于指令代碼中，不是保存在寄存器中的可以變化的量。

常量是需求，C 語(yǔ)言沒(méi)理由不保留這個(gè)傳統(tǒng)，自然而然的const 關(guān)鍵字出現(xiàn)了。

二、C和C++的異同點(diǎn)

顧名思義，const 最基礎(chǔ)的作用就是保證數(shù)據(jù)不會(huì)被修改，僅僅可讀而已。這就好比一份沒(méi)有write 權(quán)限的文件一樣，只能遠(yuǎn)觀而已。

const 是C語(yǔ)言32個(gè)關(guān)鍵字（C++中有49個(gè)）中的一個(gè)，主要起類型修飾的作用，可以理解為變量的屬性，比方說(shuō)const int a = 10 從右往左看int a = 10 是定義并初始化了一個(gè)變量a 等于10，隨后使用const 修飾這個(gè)變量，告訴編譯器，這個(gè)變量是不可修改的。為了維護(hù)程序的安全性，由于const 一旦修飾就無(wú)法再更改了，那么const int a; 會(huì)生成一個(gè)值隨機(jī)且永遠(yuǎn)無(wú)法修改的量，這樣非常不安全，所以C 的編譯器會(huì)要求你必須在定義的時(shí)候就立馬初始化。從這里也可以看出const關(guān)鍵字的強(qiáng)硬之處。

到底const該放在哪？

在詳細(xì)討論const的用法之前，必須首先明白，const 是C語(yǔ)言中的一個(gè)類型限定符(type quailier)，是類型的一個(gè)部分，且const 越靠近誰(shuí)，就修飾誰(shuí)是常量類型。

從C語(yǔ)言的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型來(lái)看，基本上可以抽象為一下幾個(gè)類別

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型（整型，浮點(diǎn)）

對(duì)于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型，使用const就單純定義為一個(gè)不可修改的量，此時(shí)由于不涉及其他的類型限制符，所以const放在哪里都是有效的

const int i = 10 \(\Leftrightarrow\) int const i = 10 但是一般const在前。

指針類型（指針）

相比于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型，指針類型存在很大的不同。

不使用const修飾的指針，此時(shí)表示該指針一定指向一個(gè)變量，當(dāng)指向const修飾的變量是就會(huì)報(bào)錯(cuò)

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

當(dāng)const 放在 int *前時(shí)，表示指針類型是 const int 類型，那么依據(jù)指針類型的定義，該指針必定指向一個(gè)const int 類型的量，即常量。

const int b = 100;
const int * a = &b;

當(dāng)const 放在 int * 后面時(shí)，int * const a ，顯然根據(jù)常規(guī)的指針類型的定義，我們只能推測(cè)出這是一個(gè)指向int類型的指針，那么const起什么作用呢？(見(jiàn)如下代碼)

int c = 10, b = 20;
const int b = 30;
int * const a = &c; // 此處沒(méi)有報(bào)錯(cuò)，證明*號(hào)前面是指針類型，這條真理沒(méi)錯(cuò)
//1.  可當(dāng)我們嘗試修改指向的時(shí)候
a = &b; 
// 此處會(huì)報(bào)錯(cuò)！這表明const靠近變量名的時(shí)候表示指針指向一個(gè)變量后就無(wú)法更改了

//2. 如果一開(kāi)始就不初始化int * const a呢？
int * const a; // 此處會(huì)報(bào)錯(cuò)

//3. 如果嘗試讓他指向一個(gè)const量呢？
int * const a = &b; // 此處會(huì)報(bào)錯(cuò)

以此類推可以得到一個(gè)指向const變量的無(wú)法修改指向的指針

const int b = 10;
const int * const a = &b;

所以可以給出總結(jié)

const 靠近變量名的時(shí)候表示指針必須指向一個(gè)類型與指針類型相同的變量
一旦指向就無(wú)法更改指向
無(wú)法指向常量

復(fù)雜數(shù)據(jù)類型（枚舉，結(jié)構(gòu)，共用）

針對(duì)復(fù)雜類型，由于出現(xiàn)了簡(jiǎn)單類型的嵌套，自然會(huì)有const 的嵌套關(guān)系，下面以結(jié)構(gòu)體來(lái)舉例子

當(dāng)const嵌套在結(jié)構(gòu)體內(nèi)部時(shí)。

typedef struct a {
	const int b;
	int c;
}A;

int main() {
	A aa;
	aa.b = 10; // 此處會(huì)報(bào)錯(cuò)
}

在C語(yǔ)言中，在結(jié)構(gòu)體內(nèi)部使用const修飾不會(huì)報(bào)錯(cuò)的，但是此變量再也無(wú)法修改，意味著這是一個(gè)無(wú)效量，既無(wú)法初始化，也無(wú)法修改（但是得益于C++的面向?qū)ο髾C(jī)制，即使如此我們還是可以定義const并且給他賦值）。

當(dāng)定義結(jié)構(gòu)體的時(shí)候使用const

const A bb;

此時(shí)也會(huì)報(bào)錯(cuò)，而且相對(duì)來(lái)說(shuō)比上面還嚴(yán)重，此時(shí)結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的所有值都是亂的，且無(wú)法修改。

而C++中由于引入了幾種新的編程模式，const 的作用范圍又進(jìn)一步被擴(kuò)充。

類中屬性與成員函數(shù)

結(jié)構(gòu)體的遺留問(wèn)題(即類的常量屬性)

這里先來(lái)解決前面C語(yǔ)言中的結(jié)構(gòu)體問(wèn)題，需求是想在結(jié)構(gòu)體內(nèi)部定義const變量，知道結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的變量是無(wú)法直接初始化的，而C++中結(jié)構(gòu)體可以理解為類，只不過(guò)權(quán)限不同而已，同樣可以擁有構(gòu)造函數(shù)。

那么是不是可以在構(gòu)造函數(shù)中初始化呢？(下面代碼會(huì)報(bào)錯(cuò))

struct a {
	a() {
		b = 100;
	}
	const int b;
};

不是我們想的那樣，不過(guò)也非常接近，對(duì)于初始化類的變量還有一種方法，使用初始化列表(類的初始化列表的優(yōu)先級(jí)是非常高的)

struct a {
	a() : b(100) {;}

  const int b;
};

或者還有

struct a {
    const int b = 100;
};

利用C++特性直接賦值，而此段代碼在C語(yǔ)言中會(huì)報(bào)錯(cuò)，這也是C與C++不同的一個(gè)地方。

如此就完美解決了結(jié)構(gòu)體const量問(wèn)題。

類的靜態(tài)變量vs const 變量

static 也是一個(gè)修飾符，確定的是變量的生存期。const覺(jué)得變量的可讀性，有這樣一條語(yǔ)句在類中和main函數(shù)中存在不同的意義

static const int a; 
// 此語(yǔ)句在main中會(huì)報(bào)錯(cuò)，由于未初始化
// 在類中不會(huì)

這是由于static不會(huì)影響const的表達(dá)，在main函數(shù)中說(shuō)明此變量就是const類型，確實(shí)需要立馬賦值。而在類中可以不那么著急，可以把類中的static變量理解為一個(gè)申明，在類的外面或者里面直接定義都可以，不會(huì)報(bào)錯(cuò)。

函數(shù)const 以及類成員函數(shù)的const修飾

普通函數(shù)的const

函數(shù)const 首先想到的是const 變量返回值。但是這其實(shí)是沒(méi)太大意義的

const修飾返回值其實(shí)完全沒(méi)有發(fā)揮作用，屬于無(wú)效修飾。同樣的使用const修飾形式參數(shù)的時(shí)候也是如此，并不會(huì)限定你傳入的是const還是普通變量，本質(zhì)在于這一過(guò)程發(fā)生原因是由于值傳遞，不論是返回const 還是使用const 修飾形式參數(shù)，內(nèi)部都發(fā)生了變量的創(chuàng)建與賦值

那const修飾形參的例子，

int fun(const int a) {
	// a = 10 會(huì)報(bào)錯(cuò)
	return a
}

int main() {
	int c = 10;
	int d = fun(c);  // 不會(huì)報(bào)錯(cuò)
}

如上，c傳入的時(shí)候是把c的值拿到，然后函數(shù)壓棧，創(chuàng)建一個(gè)const int 變量a 且立馬初始化為c的值，如此就在函數(shù)內(nèi)部生成了一個(gè)const 變量。跟傳入什么值完全沒(méi)有關(guān)系。

成員函數(shù)的const尾修飾

這屬于C++的特性，成員函數(shù)尾巴加上一個(gè)const 限制此函數(shù)對(duì)對(duì)象的修改，且提高了代碼的可讀性。

class A {
private:
	int a;

public:
	static int B;
	int getA() const {
		A::B = 100; // 此處不會(huì)報(bào)錯(cuò)
		a = 100; // 這里會(huì)報(bào)錯(cuò)
		return a;
	}
};

int A::B = 100;

使用const修飾成員函數(shù)會(huì)使該函數(shù)變成const member function 此類型無(wú)法修改對(duì)象的數(shù)據(jù)，但是可以修改可修改的靜態(tài)變量。