C/C++中const的用法 分类： C/C++ 2015-07-05 00:43 85人阅读 评论(0) 收藏

const是C语言的关键字，经C++进行扩充，变得功能强大，用法复杂。const用于定义一个常变量（只读变量），当const与指针，引用，函数等结合起来使用时，情况会变得复杂的多。下面将从五个方面总结const的用法。

1.const位置

const位置较为灵活，一般来说，除了修饰一个类的成员函数外，const不会出现先一条语句的最后。示例如下：

#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[])
{
    int i=5;
    const int v1=1;
    int const v2=2;
    const int* p1;
    int const * p2;
    //以下三条语句报编译错误，为什么？
    //const * int p3;
    //int* const p3=&v1;
    //int * const p3;
    int * const p3=&i;
    const int* const p4=&v1;
    int const * const p5=&v2;
    const int & r1=v1;
    int const & r2=v2;
    //以下语句报编译错误，为什么？
    //const & int r3;
    //以下语句报警告，并忽略const
    int& const r4=i;

    cout<<*p4<<endl;
    return 0;
}

阅读以上程序，得出如下结论：
（1）程序输出结果是1，以上程序演示const的位置与它的语义之间的关系，看似复杂，
实际有规律可循。
（2）const和数据类型结合在一起时形成所谓的“常类型”，利用常类型可申明或定义
常变量。const用来修饰类型时，既可以放在类型前面，也可以放在类型后面，如const int i和int const i是合法且等价的。用常类型申明或定义变量时，const只会出现在变量前面。
（3）const和被修饰的类型之间不能有其他标识符。
（4）int const p和int const p是不同的申明语句，原因是前者const修饰的是int，后者const修饰的是int*。前者表示指针p指向整型常变量（指针所指单元的内容不允许修改），而指针本身可以指向其他的常变量，即p为指向常量的指针——常量指针。后者表示指针p本身的值不可修改，一旦p指向某个整型变量之后就不能指向其他的变量，即p是个指针常量。
（5）引用本身可以理解为指针常量，在引用前使用const没有意义。上例中int & const r4=I;中const是多余的。即没有引用常量的说法，只有常引用。常引用指被引用对象是一个常量，不允许通过引用和修改被引用对象的值。
在很多情况下，为表达同一种语义，可将const放在不同的位置。但在某些情况下，const只能放在特定的位置，考查const配合二重指针的例子，代码如下：

int main(int argc,char* argv[])
{
    //const配合二重指针
    int const **p1;
    int* const * p2;
    int i=5;
    int j=6;
    const int * ptr1=&i;
    int * const ptr2=&j;
    p1=&ptr1;
    p2=&ptr2;
    cout<<**p1<< " "<<**p2<<endl;
    return 0;
}

阅读以上代码得出如下结论:
（1）程序的运行结果是：5 6
（2）int const *p1和int const * p2申明的二重指针p1和p2的含义完全不同。P1不
是指针常量，它所指向的变量的类型是int const （指向整型常量的指针）。P2也不是指针常量，其指向的变量类型是int const（整型指针常量）。若按p1=&ptr1和p2=&ptr2赋值，均产生编译错误。

2.const对象和对象的const成员

const定义一个基本类型的变量是不允许修改该变量的值。const修饰类的对象称为常对象，const修饰的类成员函数称为常函数。考查如下代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class A{
    int num;
public:
    A(){num =5;};
    void disp();
    void disp() const;
    void set(int n){num=n;};
};

void A::disp(){
    cout<<"Another version of disp()"<<endl;
}

void A::disp() const{
    cout<<num<<endl;
}
int main(int argc,char* argv[])
{
    A a1;
    a1.set(3);
    a1.disp();
    A const a2;
    a2.disp();
    return 0;
}

程序执行结果是：
Another version of disp()
5
阅读以上程序，得出如下结论：
（1）常函数的申明与定义分开进行时，两边都要使用const关键字，否则发生编译错误。
（2）只有类的非静态成员函数可以被申明为常函数，原因是静态成员函数不含this指针，属于类级别的函数。其它类型的函数（如外部函数等）不能被申明为常函数。
（3）一个类的两个成员函数，如果函数的返回值类型、函数名、函数的参数列表完全相同，一个是常函数，一个是普通函数，那么它们构成重载关系。如上例中的void disp()和void disp() const。这是因为void disp()和void disp() const具有不同的签名。C++把this指针也作为参数评估的一部分，由于上面的函数被定义成class A的成员函数，那么它们最终会被看作void disp(A*)和void disp(const A*),从而构成重载。
（4）非只读对象（如a1）调用某个函数时，先寻找它的非const函数版本，如果没有找到，再调用它的const函数版本。而常对象（a2），只能调用类中定义的常函数，否则出现编译错误。
（5）存在const和非const版本的成员函数时，普通对象若想调用const函数，应该通过建立该对象的常引用或指向该对象的常指针。如上面的程序，要用对象a1调用常函数disp(),可以使用如下语句：
((const A&)a1).disp();
或者：
((const A*)&a1)->disp();
(6)非只读对象中，也可以将部分数据成员定义为常量，称为类对象的常量成员。类对象的非静态常量成员必须在构造函数中初始化，且只能借助于初始化列表，因为初始化列表才是初始化，构造函数中通过赋值运算符进行的是赋值，并非初始化。

3.const修饰函数的参数和函数的返回值

在定义函数时常用到const，主要用来修饰参数和返回值。其目的是让编译器为程序员做变量的只读性检查，以使程序更加健壮。考查如下代码：

void disp1(const int &ri){
    cout<<ri<<endl;
}

void disp2(const int i){
    cout<<i<<endl;
}

const int disp3(const int& ri){
    cout<<ri<<endl;
    return ri;
}

int& disp4(int& ri){
    cout<<ri<<endl;
    return ri;
}

const int& disp5(int& ri){
    cout<<ri<<endl;
    return ri;
}


int main(int argc,char* argv[])
{
    int n=5;
    disp1(n);
    disp2(n);
    disp3(n);
    disp4(n)=6;
    disp5(n);//disp5(n)=6;是错误的
    getchar();
    return 0;
}

程序运行结果是：
5
5
5
5
6
阅读以上代码得出如下结论：
（1）const修饰传递调用的形参申明为常量，没有实用价值。如上例中的void disp2(cons tint i)这样的申明没有意义，因为形参i的改变并不影响实参的值。
（2）函数的返回值是值类型时，被const修饰没有意义，因为此时返回值是一个非左
值，本身就不能改变，上例中const int disp3(cons tint& ri)对返回值的const限定是多余的。
（3）const修饰值类型的形参时，不构成函数重载，如void disp(const int i)与void disp(int i)。但当const修饰非值类型（引用、指针）的形参时构成函数重载，如void disp(const int& i)与void disp(int& i)。

4.常见的对const的误解

（1）误解一：用const修改的变量值一定是不能改变的。当const修饰的局部变量存储在非只读存储器中，通过指针可间接修改。
（2）误解二：常引用或常指针，只能指向常变量，这是一个极大的误解。常引用或者常指针只能说明不能通过该引用（或者该指针）去修改被引用的对象，至于被引用对象原来是什么性质是无法由常引用（常指针）决定的。

5. 将const类型转化为非const类型

使用C++中cons_cast运算符可去除复合类型中的const或volatile属性。当大量使用const_cast是不明智的，只能说程序存在设计缺陷。使用方法见下例：

void constTest(){
    int i;
    cout<<"please input a integer:";
    cin>>i;
    const int a=i;
    int& r=const_cast<int&>(a);//若写成int& r=a;则发生编译错误
    ++r;
    cout<<a<<endl;
}
int main(int argc,char* argv[])
{
    constTest();
    return 0;
}

程序输入5，输出6。
阅读以上程序，得出如下结论：
（1）const_cast运算符的语法形式是const_cast< type_id> (expression)。
（2）const_cast只能去除目标的const或者volatile属性，不能进行不同类型的转换。如下转换就是错误的：
cons tint A={1,2,3};
char* p=const_cast< char*>(A);//不能由const int[]转换为char*
（3）一个变量被定义为只读变量（常变量），那么它永远是常变量。cosnt_cast取消的是间接引用时的改写权限，而不能改变变量本身的const属性。
（4）利用传统的C语言中的强制类型转换也可以将const type*类型转换为type*类型，或者将const type&转换为type&类型。但是使用const_cast会更好一些，因为const_cast转换能力较弱，目的明确，不易出错，而C风格的强制类型转换能力太强，风险较大，故建议不要采用C风格的强制类型转换。

---

参考文献

[1]陈刚.C++高级进阶教程[M].武汉：武汉大学出版社，2008.

版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。