[挖掘记录] - <C# to C++> - 为什么 C++ 中那么多 'const' 和 '&'
手上的那本 <Essential C++> 看了也有两个多月了. 不过只看了三章. 除了时间问题 (这个很严重, 真正拿来看这本书的时间不到两个星期) 外, 另一个重要的问题就是对 C++ 一些语法还有编程习惯的不适应. 今天翻回去看第二章的时候发现以前做了标记的一个小问题, 上网查了一些资料, 这里做一下记录.
&
用法: 等同于 C# 中的 ref 关键字, 作用是提取引用.
在 C++ 中, 默认的参数传递都是值传递, 即参数值的改变不会影响到函数外部参数对应的变量值. 而在 C# 中, 变量可以分为值类型和引用类型, 值类型的参数传递的是值, 而引用类型的参数传递的是引用. 在这样一种机制下, 作为菜鸟的我在了解值类型和引用类型的区别以后, 就心安理得的用它们当参数了, ref 关键字很少用到.
但是在 C++ 的函数代码中, 却经常可以看到函数参数被用 const 和 & 修饰, 如: void function (const int &num); 出现的频率非常高. 为什么呢? 难道 C++ 中的函数经常需要将对参数的修改结果返回到函数外部? 明显这是错误的, 因为被 const 修饰的变量不可以被修改.
这里其实是利用了引用传递的另一个好处: 降低复制大型对象的负担. 如果一直用值传递的话, 那么每次调用函数都需要对要传递的变量进行一次完全复制然后将副本传递过去. 这样便造成了资源的消耗. 了解了这一点以后, 可以看出, 在 C++ 中用 & 修饰参数时, 有时 (其实大多数是这种情况) 是为了避免对象复制带来的资源消耗.
const
那么, 为什么引用传递要用 const 修饰呢?
上文已经说过, 在 C++ 中默认的参数传递都是值传递, 故 C++ 程序员在写函数时不用担心修改了参数的值而对外部代码造成印象. 但是对于上文所讲的情况下使用引用传递的函数, 这便是一个坏习惯了. 同时, 如果函数内部意外的修改了变量值的话, 一般不会造成编译错误, 甚至有时可能运行时错误也没有, 但会造成致命的逻辑错误, 这种情况下是很难找到错误根源的.
故, 为了防止这种错误的出现, 一般会在为了降低复制大型对象的负担而使用的引用参数前面加上 const 修饰符, 防止函数内部对变量值的修改.
另今天百度了一下 "C++ const”, 收获还不少, 做下记录(来自百度百科):
1. const与define
两者都可以用来定义常量，但是const定义时，定义了常量的类型，所以更精确一些。#define只是简单的文本替换，除了可以定义常量外，还可以用来定义一些简单的函数，有点类似内联函数(inline)。const和define定义的常量可以放在头文件里面.（小注：可以多次声明，但只能定义一次）
2.const与指针和引用。
（a）const与指针。
先来看看下面的几种定义：
int me；
const int * p1=&me；//p1可变，*p1不可变，此时不能用*p1来修改，但是p1可以转向
int * const p2=&me；//p2不可变，*p2可变，此时允许*p2来修改其值，但是p2不能转向
const int *const p3=&me；//p3不可变，*p3也不可变，此时既不能用*p3来修改其值，也不能转向
（b）指针和引用的区别很简单，就是引用更简洁，更安全。因为引用声明时必须初始化。 引用更接近const指针，一旦与某个变量关联，就将一直效忠于他。
（c）const指针可以接受const和非const地址，但是非const指针只能接受非const地址。所以const指针的能力更强一些，所以尽量多用const指针，这是一种习惯。
3.（a）const与函数。由于 c，所以经常把函数的形参类型设为const，而且多为const 引用. 但是这里有一个限制,不能把不是左值的地址传递给引用. (左值包括变量，数组元素，结构成员，引用，被解除引用的指针等). 形参是const类型的，说明该函数将不会修改其值，该函数便为const函数。
（b）const与类成员函数。先看看下面这段代码：
const Stock land =Stock("hyd");
land.show();
land 是常量，但是类成员函数show无法保证不修改land，所以编译器将拒绝执行该段代码。除非你能保证show像const函数一样，但这需要另外一种语法，即：
void show() const;(声明)
void Stock::show() const{}(定义)
C中常用:“ #define 变量名 变量值”定义一个值替代,然而却有个致命缺点:缺乏类型检测机制,这样预处理在C++中成为可能引发错误的隐患,于是引入const.
const使用:
1. 用于指针的两种情况:const是一个左结合的类型修饰符.
int const *A; //A可变,*A不可变
int *const A; //A不可变,*A可变
2.限定函数的传递值参数:
void function(const int Var); //传递过来的参数在函数内不可以改变.
3.限定函数返回值型.
const int function(); //此时const无意义
const myclassname function(); //函数返回自定义类型myclassname.
4限定函数类型.
void function()const; //常成员函数, Const成员函数不能改变对象的成员函数。
例如：
int Point::GetY()
{
return yVal;
}
这个函数被调用时，不改变Point对象，而下面的函数改变Point对象：
void Point:: SetPt (int x, int y)
{
xVal=x;
yVal=y;
}
为了使成员函数的意义更加清楚，我们可在不改变对象的成员函数的函数原型中加上const说明：
class Point
{
public:
int GetX() const;
int GetY() const;
void SetPt (int, int);
void OffsetPt (int, int);
private:
int xVal, yVal;
};
const成员函数应该在函数原型说明和函数定义中都增加const限定：
int Point::GetY() const
{
return yVal;
}
class Set {
public:
Set (void){ card = 0; }
bool Member(const int) const;
void AddElem(const int);
//...
};
bool Set::Member (const int elem) const
{
//...
}
非常量成员函数不能被常量成员对象调用，因为它可能企图修改常量的数据成员：
const Set s;
s.AddElem(10); // 非法: AddElem不是常量成员函数
s.Member(10); // 正确
*******但构造函数和析构函数对这个规则例外，它们从不定义为常量成员，但可被常量对象调用（被自动调用）。它们也能给常量的数据成员赋值，除非数据成员本身是常量。
为什么需要const成员函数？
我们定义的类的成员函数中，常常有一些成员函数不改变类的数据成员，也就是说，这些函数是"只读"函数，而有一些函数要修改类数据成员的值。如果把不改变数据成员的函数都加上const关键字进行标识，显然，可提高程序的可读性。其实，它还能提高程序的可靠性，已定义成const的成员函数，一旦企图修改数据成员的值，则编译器按错误处理。
const成员函数和const对象
实际上，const成员函数还有另外一项作用，即常量对象相关。对于内置的数据类型，我们可以定义它们的常量，用户自定义的类也一样，可以定义它们的常量对象。例如，定义一个整型常量的方法为：
const int i=1 ；
同样，也可以定义常量对象，假定有一个类classA，定义该类的常量对象的方法为：
const classA a(2)；
这里，a是类classA的一个const对象，"2"传给它的构造函数参数。const对象的数据成员在对象寿命期内不能改变。但是，如何保证该类的数据成员不被改变呢？
为了确保const对象的数据成员不会被改变，在C++中，const对象只能调用const成员函数。如果一个成员函数实际上没有对数据成员作任何形式的修改，但是它没有被const关键字限定的，也不能被常量对象调用。下面通过一个例子来说明这个问题：
class C
{
int X;
public:
int GetX()
{
return X;
}
void SetX(int X)
{
this->X = X;
}
};
void main()
{
const C constC;
cout<<constC.GetX();
}
如果我们编译上面的程序代码，编译器会出现错误提示：constC是个常量对象，它只能调用const成员函数。虽然GetX( )函数实际上并没有改变数据成员X，由于没有const关键字限定，所以仍旧不能被constC对象调用。如果我们将上述代码中：
int GetX()
改写成：
int GetX()const
再重新编译，就没有问题了。
const成员函数的使用
const成员函数表示该成员函数只能读类数据成员，而不能修改类成员数据。定义const成员函数时，把const关键字放在函数的参数表和函数体之间。有人可能会问：为什么不将const放在函数声明前呢？因为这样做意味着函数的返回值是常量，意义完全不同。下面是定义const成员函数的一个实例：
class X
{
int i;
public:
int f() const;
};
关键字const必须用同样的方式重复出现在函数实现里，否则编译器会把它看成一个不同的函数：
int X::f() const
{
return i;
}
如果f( )试图用任何方式改变i或调用另一个非const成员函数，编译器将给出错误信息。任何不修改成员数据的函数都应该声明为const函数，这样有助于提高程序的可读性和可靠性。
