漫谈 const 关键字

const 关键字

const 偶尔会在面试的过程中被提及，const 能讲述的东西很多，大致可以概括为以下几点：

• 指针
• 引用
• 类

指针

我们都知道，指针又分为指针常量和常量指针，简单理解为就是：指针常量是指不能利用指针修改所指对象的值；常量指针表示指针本身的值不可以被修改，即是不能使得指针重新指向新的对象。

只有指针才有顶层和底层 const 之分，其余的都统一为顶层 const，const int val = 3

顶层 const

常量指针，const 的位置在 * 的后面，靠近变量名，简单记忆是“变量名的头顶，顶层 const”。顶层 const 必须要在定义时就完成初始化，因为后续不能再被修改。

int val = 1;
int element = 2;

int * const ptr = &val; //正确，ptr 被赋予顶层 const 属性
ptr = &element; //非法，禁止修改 ptr 的值

底层 const

指针常量，注意的是，指针所指的对象不一定是常量，这里所说的常量是指抹去了通过指针修改所指对象的权限。const 在 * 的前面，远离变量名，才显得底层。

int val = 1;
const int c_val = 2;
const int *ptr = &val;

*ptr = 3; //非法的，静止利用指针修改所指对象的值
ptr = &c_val; //合法的，修改指针本身的值

val = 4; //合法的，val 可以修改自身的值
c_val = 3; //非法的，c_val 为 const 属性

除了上述两种情况外，还有一种是即是顶层 const 也是底层 const，在定义的时候就要完成初始化。

const int *const ptr = &val;

引用

引用和指针的根本区别是：引用不是对象，而指针是对象，引用更像一种别名。定义引用时就必须绑定对象，之后也不能修改引用绑定的对象。当然也不能定义引用的引用。

引用和指针区别

• 分配空间，引用不是对象，定义引用时不需要分配空间，但必须在定义时完成引用对象的绑定；指针是对象，需要分配存储空间
• 程序执行时，一旦引用绑定了对象，后续就不能修改绑定的对象；指针可以随时指向新的对象，但指针常量除外
• 高效率，因为引用不能绑定空对象，所以不存在空引用，在判断时省去了判空条件；指针可以为空，使用指针时都要判断指针是否为空
• 级别，引用只有一级；指针可以存在多级

没有指针引用，因为引用根本不是对象，也就不存在指向引用的指针。但有引用指针，定义引用时可以绑定指针。

int val = 3;
int &f_obj = val; //绑定普通对象

int *ptr;
int *&f_obj = ptr; //引用指针，引用了一个指针对象

int &*p_obj = f_obj; //非法，不存在指向引用的指针

如何判断指针和引用的复合类型呢？我们可以从右往左看，靠近变量名的符号是 * 表示指针，剩余部分为类型，表示指针所指类型。

引用使用场景

引用因为不是对象，在某些场合下能避免值拷贝，提高代码的效率。

• 函数参数列表
• 函数返回值

const 引用

const 引用也称为常量引用，相比普通引用，常量引用不能通过引用修改所绑对象的值。同理，常量引用一旦定义就必须初始化。

定义

引用的定义一般都要求，引用类型和绑定对象的类型一致，严格匹配。

int val = 3;
double d_val = 3.0;

int &f_obj = val; //合法的
int &f_obj2 = d_val; //非法的

但存在两点例外情况：

• 在初始化 const 引用时，允许用任意表达式作为初始值，只要结果类型能转换成引用的类型即可

const int &val = 3 + 2;
const int &doub = 5;

int i = 3;
const int &f_int = i * 3;

• const 引用可以引用一个非 const 对象，const 引用只是对自身的操作做了限定，对于引用对象本身是否常量不做限定

int val = 3;

const int &f_val = val;

类

修饰成员变量

类中的成员变量被 const 修饰时，在类被构造时，const 变量必须在成员初始化列表中被初始化，不能在构造函数中被赋值，同时也不能定义时赋值。因为类对象可能存在多个。

必须使用成员初始化列表的情况

• 初始化 const 变量
• 初始化引用对象
• 类中含有类类型成员，该成员的构造函数含有参数
  • 从类初始化角度来看，对于类中含有类类型成员，该成员的构造函数是可以被编译器自动调用的，不过编译器调用的是该类的默认构造(不带参数)，而如果你需要的是携带参数的构造函数，必须显式写出来

class base {
public:
	base(int val) : _val(val) {
		
	}
	
private:
	int _val;
};

class driver {
public:
	driver(base &arg) : _base(arg) { //调用 _base 携带参数的构造函数
		
	}
private:
	base _base;
};

• 派生类调用基类的构造函数，基类的构造函数含有参数

class driverBase : public base {
public:
	driverBase(int arg) : _val(arg), base(arg) { //同上
		
	}
private:
	int _val;
};

修饰成员函数

在函数中，const 被修饰在函数返回值，函数参数列表，函数体中

//函数返回值、函数参数列表
const int function(const int arg)
{}

//函数体
class base {
public:
    void fuc() const {
        //函数中禁止修改类成员变量的值，mutable 关键字修饰除外
        //const 函数只能在类中声明定义，在非类中是无法声明定义 const 函数，所以说 const 函数专属类
    }
}

• 返回值
  • 对于返回值是 const 类型，如果我们需要修改返回的对象时怎么办？我们可以使用 const_static 进行类型强转，去除 const 属性，但不建议这样做
• 函数参数列表
  • 对于不需要改动实参，函数的形参应该为 const，这是良好的编程习惯
• 函数体
  • 不能调用类中任何非 const 成员函数