C++const用法总结

最近在做那个故障树分析和推理诊断项目，其中的推理诊断部分是用c++来写的，毕竟是对火箭的故障分析，甲方突然要求推理结果的精度要很高，让使用贝叶斯网络。找到几种方案，觉得intel的PNL文档比较齐全，应该靠谱，暂时还在研究PNL中。扯远了。。。

推理这部分出于性能各方面的考虑用到了不少const，但是不能稀里糊涂的用啊，于是找到了一篇好文章。全部看完，可以彻底搞清楚const的用法，如果只想了解某一部分，按红色标题找到对应部分看也行。

一、关于一般常量

声明或定义的格式如下：

const <类型说明符> <变量名> = <常量或常量表达式>; [1]

<类型说明符> const <变量名> = <常量或常量表达式>; [2]

[1]和[2]的定义是完全等价的。

例如：

整形int（或其他内置类型：float,double,char）

const int bufSize = 512;

或者

int const bufSize = 512;

因为常量在定义后就不能被修改，所以定义时必须初始化。

bufSize = 128; //error:attempt to write to const object

const string cntStr ="hello!"; // ok:initialized

const i, j = 0; // error: i isuninitialized const

非const变量默认为extern。

const 对象默认为文件的局部变量。要使const变量能够在其他的文件中访问，必须显式地指定它为extern。

例如：

const int bufSize =512; // 作用域只限于定义此变量的文件

extern const int bufSize = 512; //extern用于扩大作用域，作用域为整个源程序（只有extern位于函数外部时，才可以含有初始化式）

二、关于数组及结构体

声明或定义的格式如下：

const <类型说明符> <数组名>[<大小>]…… [1]

<类型说明符> const <数组名>[<大小>]…… [2]

[1]和[2]的定义是完全等价的。

例如：

整形int（或其他内置类型：float,double,char）

const int cntIntArr[] = {1,2,3,4,5};

或者

int const cntIntArr[] = {1,2,3,4,5};

struct SI

{

int i1;

int i2;

};

const SI s[] = {{1,2},{3,4}};

// 上面的两个const都是变量集合，编译器会为其分配内存，所以不能在编译期间使用其中的值（例如：int temp[cntIntArr[2]]，这样的话编译器会报告不能找到常量表达式）

三、关于引用

声明或定义的格式如下：

const <类型说明符> &<变量名> = …… [1]

<类型说明符> const &<变量名> = …… [2]

[1]和[2]的定义是完全等价的。

例如：

const int i = 128;

const int &r = i;（或者 int const &r = i;）

const 引用就是指向const对象的引用。

普通引用不能绑定到const对象，但const引用可以绑定到非const对象。

const int ii = 456;

int &rii = ii; // error

int jj = 123;

const int &rjj = jj; // ok

非const引用只能绑定到与该引用同类型的对象。

const 引用则可以绑定到不同但相关的类型的对象或绑定到右值。

例如：

1.const int &r =100; // 绑定到字面值常量

2.int i = 50;

const int &r2 = r + i; // 引用r绑定到右值

3.double dVal = 3.1415;

const int &ri = dVal; //整型引用绑定到double类型

编译器会把以上代码转换成如下形式的编码：

int temp =dVal; // create temporary int from double

const int &ri = temp; // bind ri tothat temporary

四、关于指针

1.指向const 对象的指针（指针所指向的内容为常量）

声明或定义的格式如下(定义时可以不初始化)：

const <类型说明符> *<变量名> …… [1]

<类型说明符> const *<变量名> …… [2]

[1]和[2]的定义是完全等价的。

例如：

const int i = 100;

const int *cptr = &i;

或者

int const *cptr = &i; [cptr 是指向int类型的const对象的指针]

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; // dVal is adouble; its value can be change

const double *cdptr = &dVal; //ok;but can't change dVal through cdptr

不能使用指向const对象的指针修改基础对象。然而如果该指针指向的是一个没const对象（如cdptr），可用其他方法修改其所指向的对象。

如何将一个const对象合法地赋给一个普通指针？？？

例如:

const double dVal = 3.14;

double *ptr = &dVal; // error

double *ptr = const_cast<double*>(&dVal);

// ok: const_cast是C++中标准的强制转换，C语言使用：double *ptr = (double*)&dVal;

2.const 指针（指针本身为常量）

声明或定义的格式如下(定义时必须初始化)：

<类型说明符> *const <变量名> = ……

例如：

int errNumb = 0;

int iVal = 10;

int *const curErr = &errNumb;[curErr 是指向int 型对象的const指针]

指针的指向不能被修改。

curErr = &iVal; // error: curErr isconst

指针所指向的基础对象可以修改。

*curErr = 1; // ok:reset value of theobject(errNumb) which curErr is bind

3.指向const 对象的const 指针（指针本身和指向的内容均为常量）

声明或定义的格式如下(定义时必须初始化)：

const <类型说明符> *const <变量名> = ……

例如：

const double pi = 3.14159;

const double dVal = 3.14;

const double *const pi_ptr = π[pi_ptr是指向double类型的const对象的const指针]

指针的指向不能被修改。

pi_ptr = &dVal; // error: pi_ptr isconst

指针所指向的基础对象也不能被修改。

*pi_ptr = dVal; // error: pi is const

五、关于一般函数

1.修饰函数的参数

class A;

void func1(const int i); // i不能被修改

void func3 (const A&rA); // rA所引用的对象不能被修改

void func2 (const char *pstr); // pstr所指向的内容不能被修改

2.修饰函数的返回值

返回值：const int func1(); // 此处返回int类型的const值，意思指返回的原函数里的变量的初值不能被修改，但是函数按值返回的这个变量被制成副本，能不能被修改就没有了意义，它可以被赋给任何的const或非const类型变量，完全不需要加上这个const关键字。

[*注意*]但这只对于内部类型而言（因为内部类型返回的肯定是一个值，而不会返回一个变量，不会作为左值使用，否则编译器会报错），对于用户自定义类型，返回值是常量是非常重要的（后面在类里面会谈到）。

返回引用：const int &func2(); //注意千万不要返回局部对象的引用，否则会报运行时错误：因为一旦函数结束，局部对象被释放，函数返回值指向了一个对程序来说不再有效的内存空间。

返回指针：const int *func3(); //注意千万不要返回指向局部对象的指针，因为一旦函数结束，局部对象被释放，返回的指针变成了指向一个不再存在的对象的悬垂指针。

六、关于类

class A

{

public:

void func();

void func() const;

const Aoperator+(const A &) const;

private:

int num1;

mutable int num2;

const size_t size;

};

1.修饰成员变量

const size_t size; // 对于const的成员变量，[1]必须在构造函数里面进行初始化；[2]只能通过初始化成员列表来初始化；[3]试图在构造函数体内对const成员变量进行初始化会引起编译错误。

例如：

A::A(size_t sz):size(sz) // ok：使用初始化成员列表来初始化

{

}

A::A(size_t sz)

2.修饰类成员函数

void func() const; // const成员函数中不允许对数据成员进行修改，如果修改，编译器将报错。如果某成员函数不需要对数据成员进行修改，最好将其声明为const成员函数，这将大大提高程序的健壮性。

const 为函数重载提供了一个参考

class A

{

public:

voidfunc(); // [1]:一个函数

void func() const; //[2]:上一个函数[1]的重载

……

};

A a(10);

a.func(); // 调用函数[1]

const A b(100);

b.func(); // 调用函数[2]

如何在const成员函数中对成员变量进行修改？？？

下面提供几种方式（只提倡使用第一种，其他方式不建议使用）

（1）标准方式：mutable

class A

{

public:

A::A(inti):m_data(i){}

void SetValue(int i){m_data = i; }

private:

mutable int m_data;// 这里处理

};

（2）强制转换：static_cast

class A

{

public:

A::A(inti):m_data(i){}

void SetValue(int i)

{static_cast<int>(m_data) = i; } //这里处理

private:

int m_data;

};

（3）强制转换：const_cast

class A

{

public:

A::A(inti):m_data(i){}

void SetValue(int i)

{ const_cast<A*>(this)->m_data= i; } //这里处理

private:

int m_data;

};

（4）使用指针：int *

class A

{

public:

A::A(inti):m_data(i){}

void SetValue(int i)

{ *m_data = i; } // 这里处理

private:

int *m_data;

};

（5）未定义的处理方式

class A

{

public:

A::A(inti):m_data(i){}

void SetValue(int i)

{ int *p =(int*)&m_data; *p = i } //这里处理

private:

int m_data;

};

注意：这里虽然说可以修改，但结果是未定义的，避免使用！

3.修饰类对象

const A a; // 类对象a只能调用const成员函数，否则编译器报错。

4.修饰类成员函数的返回值

const A operator+(const A &) const;//前一个const用来修饰重载函数operator+的返回值，可防止返回值作为左值进行赋值操作。

例如：

A a;

A b;

A c;

a + b = c; // errro: 如果在没有const修饰返回值的情况下，编译器不会报错。

七、使用const的一些建议

1.要大胆的使用const，这将给你带来无尽的益处，但前提是你必须搞清楚原委；

2.要避免最一般的赋值操作错误，如将const变量赋值，具体可见思考题；

3.在参数中使用const应该使用引用或指针，而不是一般的对象实例，原因同上；

4.const在成员函数中的三种用法（参数、返回值、函数）要很好的使用；

5.不要轻易的将函数的返回值类型定为const；
6.除了重载操作符外一般不要将返回值类型定为对某个对象的const引用；

八、cons有什么主要的作用？
1.可以定义const常量，具有不可变性。
例如：

const int Max=100;
int Array[Max];

2.便于进行类型检查，使编译器对处理内容有更多了解，消除了一些隐患。

例如：

void f(const int i) { .........}
编译器就会知道i是一个常量，不允许修改；

3.可以避免意义模糊的数字出现，同样可以很方便地进行参数的调整和修改。
同宏定义一样，可以做到不变则已，一变都变！如（1）中，如果想修改Max的内容，只需要：const int Max=you want；即可！

4.可以保护被修饰的东西，防止意外的修改，增强程序的健壮性。
还是上面的例子，如果在函数体内修改了i，编译器就会报错；
例如：
void f(const int i) { i=10;//error! }

5.为函数重载提供了一个参考。
class A
{
     ......
    void f(int i)      {......} file://一个函数
    void f(int i) const {......} file://上一个函数的重载
    ......
};

6.可以节省空间，避免不必要的内存分配。
例如：
#define PI 3.14159         file://常量宏
const doulbe Pi=3.14159; file://此时并未将Pi放入ROM中
......
doublei=Pi;               file://此时为Pi分配内存，以后不再分配！
doubleI=PI;               file://编译期间进行宏替换，分配内存
doublej=Pi;               file://没有内存分配
doubleJ=PI;               file://再进行宏替换，又一次分配内存！

const定义常量从汇编的角度来看，只是给出了对应的内存地址，而不是象#define一样给出的是立即数，所以，const定义的常量在程序运行过程中只有一份拷贝，而#define定义的常量在内存中有若干个拷贝。

7.提高了效率。
编译器通常不为普通const常量分配存储空间，而是将它们保存在符号表中，这使得它成为一个编译期间的常量，没有了存储与读内存的操作，使得它的效率也很高。

{

size = sz; //error：试图在构造函数体内对const成员变量进行初始化

}

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