关键字const

引言

　　在C和C++中，限定符const的应用可谓十分常见。我在重现教材书籍code的时候，老是在const的问题上犯迷糊。今天刚忙完导师布置的任务，闲着就像把这个问题说清楚，以后自己再有问题也好自我反省下。

　　首先在C语言中，const是一个限定符，它用来限定一个变量不被改变。使用const在一定程度上可以提高程序的健壮性，另外，在观看别人代码的时候，清晰理解const所起的作用，对理解对方的程序也有一些帮助。那么具体来看，const被用在什么地方呢。

　　我将从以下4点来讲解const限定符的用法：

　　　　　　　　　　1、对象与const

　　　　　　　　　   2、引用与const

　　　　　　　　　　3、指针与const  

　　　　　　　　　　4、函数与const

1、对象与const

　　这是最直观的用法。比如我们有以下代码：

       const int bufSize = 512;

     定义bufSize为常量且初始化为512。此后，任何尝试修改bufSize的尝试都会导致编译错误，例如 bufSize = 100; 

　　此外，还要注意的是：

       const  std::string hi = "hello!";  //正确
       const  int i, j = 0;               //错误，i 没有初始化

    因为作为const常量在定义后就不能修改，所以定义时必须初始化。

2、引用与const

　　先复习一下引用。引用就是它绑定的对象的另一个名字，例如：张三有个小名“阿三”，叫“阿三”就是叫张三这个人，那么“阿三”就是张三的别名，即引用。

　　引入const后，引用有了一些有趣的规则，这里讲一下。

　　const引用：const引用是指向const对象的引用，例如：

　　　　const int r = 100;    
　　　　double r1 = 100.0;
　　　　const int &p1 = r;      //正确，const引用可以绑定到const对象上
　　　　const int &p2 = r1;     //正确，const引用可以绑定到数据类型相关的const对象上
　　　　const int &p3 = 100;    //正确，const引用可以绑定到右值

    与之对应的，非const的引用只能绑定到与该引用相同类型的对象上。

3、指针与const

　　同样简单先复习一下指针的知识。指针也是一种变量，它保存的是一个对象的地址（注意：指针也有自身的地址，该地址中的数据就是该指针指向的地址）。

　　指针与const关系比较复杂，我这里借鉴《C++ Primer》上的顺序，非3小点来解释这个问题。

　　1）指向const对象的指针

　　我们知道，指针可以用来修改它所指向的对象的数据。但是如果它指向一个const对象，那么自然不允许被修改。C++语言中强制要求：指向const对象的指针必须具有const特性。

　　for example:

　　　　 const double *pt;    //a point to a double that is const

　　这里的pt是指向一个const对象的指针。值得注意的是，这里仅仅说明了这个指针指向的数据类型，而没有说这个指针本身就是const，因此定义的时候也不一定要初始化，同理如果有必要，还能在接下来的代码中将pt指向其他的const对象。指针本身是const会在接下来的几点中讲到。

　　这个规则对void指针也成立，即：必须使用const void*类型的指针保存const对象的地址

      但是，C++允许把非const对象的地址赋给指向const对象的指针，例如：

　　　　double  dval = 3.14;
　　　　const double *pt = &dval;

　　这样一来，不能通过指针pt来修改dval，但是仍然可以直接修改dval。

　　《C++ Primer》上有句话也许可以用来帮助记忆这个“指向const对象的指针”：这种指针可以理解为“自以为指向const的指针”。

　　2）const指针

　　上一点中，指向const对象的指针不能说明指针本身就是const，那么const指针就是说：指针本身就是const的，不能用它来指向初始化对象以外的对象

　　const指针语法格式：

　　　　int  errNumb = 0;
　　　　int *const curErr = &errNumb;

 

     可以看到，这种指针必须初始化。但是同样的，const指针并没有说明：能否使用该指针来修改它指向的对象的值。能否修改取决于该对象的类型。

　　3）指向const对象的const指针

　　有了前两点的铺垫，这种指针就很好理解了。

　　　　const double pi = 3.14159;
　　　　const double *const pt = π

　　这里，pt既不能修改pi的值，也不能更改pi的指向。我们可以从左到右阅读上述的声明语句：

　　　　　　　　　pt首先是一个const指针，指向double类型的const对象

     P.S 在《C++ Primer》上有这么一个例子值得讨论，这里拿来讲下。假设有下面的句子：

　　　　typedef string *pstr;
　　　　const pstr cstr;

　　问这里的csr变量是什么类型的。很多人看到这里，都会认为第二句是这么展开的 const string *cstr; 因此它就是一个指向string类型的const对象的指针。这其实是错误的认识，这种错误源自于认为typedef单纯的是做文本扩展了（文本扩展那是宏定义的事）。这里应该这么理解：

　　const修饰的是pstr类型，而pstr是什么类型呢？typedef告诉我们它是一种string*,就是指向string类型的指针，那么这里的cstr就是一种指向string类型的对象的const指针。即第二句应该这么还原： string *const cstr; 

　　这里同时也是告诉我们，typedef做的事情是对类型的提升。

4、函数与const

　　有了前面3点的铺垫，函数的const就很好理解了，直接举个例子吧

　　　　const int  func(const int &a) const{
              ...
　　　　}

 

　　函数返回一个const对象，他的参数是一个const的引用，它是一个const的常量函数，也就是说，该函数不会修改调用函数的实参。

 5、后记

　　今天刚好遇到一个const常量成员函数的问题，不妨贴上来和大家分享下。

　　错误代码是这样的，有兴趣的可以拿回去编译下。

#include<iostream>
using namespace std;

class Point3d{
    public:
        Point3d(float x=0.0, float y=0.0,float z=0.0)
            :_x(x), _y(y), _z(z){}
            
        float x() {return _x;}
        float y() {return _y;}
        float z() {return _z;}
    private:
        float _x,_y,_z;
};

inline ostream&
operator<<(ostream &os, const Point3d &pt){
    return os<<"("<<pt.x() << "," <<pt.y() <<"," <<pt.z() << ")"; 
    
}

int main(){
    Point3d pd(1,2,3);
    cout<<pd;
}

　　我使用DEV给我报的错的这样的：

 

 

　　

　也就是说：

　　　　不能将“this”指针从“const Point3d”转换为“Point3d &”----转换丢失限定符

　简而言之，第17行重载的<<操作符使用了const Point3d对象，那么const对象必须调用const成员函数，于是我的x(),y(),z()都没有声明成const函数，于是报错。

　在这里我们把每个函数填上const限定符就能解决了。