灵活而奇特的C++语言特性——const(一)
学习了博主的《漫谈继承技术》系列博文之后,相信大家都有所收获吧!这次博主将和大家一起探讨 《灵活而奇特的C++语言特性》 ,主要包括引用、常量(const)、常量表达式(constexpr)、静态(static)、外部(expert)、类型定义(typedef)、类型别名(aliases)、类型转换、作用域解析、统一初始化、显示转换运算符、特性(attribute)、用户自定义文本、头文件、可变长度参数列表和预处理器宏。尽管这个知识清单显得有点凌乱,但是这些话题都是博主经过精心挑选,是容易混淆的语言特性。本篇我们来学习一下const,增进大家对《灵活而奇特的C++语言特性》的理解。
const是constant的缩写,指保持不变的量。编译器会执行这一要求,任何尝试改变常量的行为都会当作错误处理。此外,当启用了优化时,编译器可以利用此信息生成更好的代码。关键字const主要有两种相关的用法。可以用这个关键字标记变量或者参数,也可以用const标记方法。本篇博文主要探讨const变量和参数的含义,希望对大家有一点帮助。
const变量和参数
在使用const之前,让我们先来了解一下const的特性:
①const常量,在定义时必须初始化。
②const常量,在编译的过程中将该常量替换为初始化时的值。
③可以通过强制类型转换将常量的地址赋给指针变量,通过指针变量来修改所指向的空间里的值。
咱们举个栗子吧:
#include <iostream>
using namespacestd;
int main(intargc,char**argv)
{
//定义const常量
constintnCValue = 10;
constdoublePI = 3.141592653;
//constint size;
//通过强制类型转换,使指针指向const常量
int*nPtr = (int*)&nCValue;
double*dPtr = (double*)&PI;
//通过指针修改const修饰的常量值
*nPtr =20;
*dPtr =4.5;
cout<< "*nPtr: "<< *nPtr << endl;
cout<< "nCValue: "<< nCValue << endl;
cout<< "*dPtr: "<< *dPtr << endl;
cout<< "PI: " << PI << endl;
return0;
}
程序运行结果:
注意,上面的特性要视具体的编译器而定,以上是我在VS 2013上的测试结果。我在图释中所说的整型包括bool、char、short、int和long型等数据类型。
如果将上面代码中的“constint size;”解注释,编译器将会报以下错误:
可能有的小伙伴会问:“C语言中的const和C++中的const有什么不同,为什么有的时候我将C++中编译通过的代码放到C源文件中就会出现编译错误?”。善于发现问题,说明你已经比别人强很多。其实,C语言中const定义的是只读变量,不是真正意义上的常量,C++中const定义的才是真正意义上的常量。那什么是真正意义上的常量呢?下面我们一起来揭秘一下吧。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS//关闭安全性检测
#include <iostream>
using namespacestd;
enum COLOR{RED = 20, BLUE,GREEN };
int main(intargc,char**argv)
{
constintsize = 20;
intnArray[size] = { 0 };//在C源文件中次行语句报错
inti = 0;
//初始化数组
for(auto&var : nArray)
{
var =++i;
}
//输出数组所有元素
cout<< "nArray = {";
foreach(autovar in nArray)
{
cout<< var << ", ";
}
cout<< "}" << endl;
//switch的参数必须要是整型常量
switch(size)//在C中次行语句报错
{
caseCOLOR::RED:
printf("size is equal COLOR::RED\n");
break;
caseCOLOR::BLUE:
printf("size is equal COLOR::RED\n");
break;
default:
printf("size is not in COLOR\n");
break;
}
return0;
}
程序运行结果:
在C语言中,const修饰的是只读变量,其实它本质还是变量,在真正需要使用常量的地方都会报语法错误。而C++中对const进行了扩充,使其修饰的是真正意义上的常量。
可以使用const来“保护”变量不被修改。这个关键字的一个重要用法是替换define来定义常量,这是const最直接的应用。上面程序中已经举过栗子啦,这里就不在赘述。可能有的小伙伴会问:“那const和define到底有什么区别呢?还是只是提供了一种新的定义常量的方式而已?”。当然不是啦,const比define更实用更安全,接下来就让我们一起来探讨const和define之间的区别吧。
const和define之间的主要区别:
①define定义的常量在预处理时进行替换,const定义的常量在编译的过程中进行替换
②define只是进行简单的字符替换,不进行类型检查,const则进行类型检查
③define定义的常量不会分配空间,而const则会分配空间
④define定义的常量不支持调试(不能查看它在内存空间里的值),而const定义的常量则可以。
⑤define不能定义形参,const则可以定义形参
关于这些区别的测试就留给大家啦,博主就不再编写相关代码了。
const修饰变量,这个变量包括指针变量。可能有的小伙伴听说过指针常量和常量指针的概念,并对此十分困惑,总是搞混。没关系,初学指针碰点壁也是很正常的。接下来我们就一起来聊聊它们之间的差异吧。
#include <iostream>
using namespacestd;
int main(intargc,char**argv)
{
intnValue1 = 10;
intnValue2 = 20;
//nPtr是常量指针
constint*nPtr = &nValue1;
//nCPtr是指针常量
int* const nCPtr = &nValue2;
//常量指针:不能通过指针修改所指向对象的值,但可以更改其指向,指向其他对象
//*nPtr= 30;
nPtr =&nValue2;
//指针常量:不能更改其指向,指向其他对象,但可以通过指针修改所指向对象的值
//nCPtr= &nValue1;
*nCPtr =50;
cout<< "nValue1: "<< nValue1 << endl;
cout<< "nValue2: "<< nValue2 << endl;
return0;
}
程序运行结果:
上述代码中“constint*nPtr = &nValue1;”也可以写成“intconst *nPtr = &nValue1;”,其效果是一样的。然而,这一规则却不适应与“int* const nCPtr = &nValue2;”,将该语句写为“int* nCPtr const = &nValue2;”或“intconst* nCPtr = &nValue2;”则不行,直接改变了语句,甚至无法通过编译。
可以尝试着从右向左读,“int* const nCPtr = &nValue2;”,const与nCPtr现结合,就知道nCPtr是一个指向int的const指针。另一方面,“int const*nPtr = &nValue1;”,“*”先和nPtr结合,就知道nPtr是一个指向const int的指针。
const可以应用于引用,它通过比应用于指针更简单。一是,引用默认为const,无法改变引用所指的对象。因此,无法显式地将引用标记为const。二是,无法创建一个引用的引用,所以引用通过只有一层间接取值。获取多层间接取值的唯一方法是创建指针的引用。举个栗子:
constint* const * const* const * constPtr = nullptr;
constint* const * const* const * const&ref = Ptr;
将对象作为参数传递时,默认选择是const引用。只有在明确需要修改对象时,才能忽略const。const修饰函数参数的的场景我们已经见过,例如拷贝构造函数,构造函数参数等。这里就不举栗子了,如果你确实想看栗子的话,就去《灵活而奇特的C++语言特性——引用(下)》,那里有一个封装MyString类的栗子。
关于const变量和参数的含义和使用我们就探讨到这里了,如果你还觉得意犹未尽,就请关注博主的《灵活而奇特的C++语言特性——const(二)》这篇博文,博主在那里讲述了const方法的含义和使用方法。
如果想了解更多关于C++语言特性相关的知识,请关注博主《灵活而奇特的C++语言特性》系列博文,相信你能够在那里寻找到更多有助你快速成长和加深你对C++语言特性相关的知识和一些特性的理解和掌握。当然,如果你想了解关于继承方面的技术,请关注博主《漫谈继承技术》系列博文。
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