const 修饰函数参数,返回值,函数体,保护数据
一、const 介绍
1、const 定义
const 修饰的数据类型是指常类型,常类型的变量或对象的值是不能被更新的。
2、const 目的
const 推出的初始目的,正是为了取代预编译指令,消除它的缺点,同时继承它的优点(后面会讲到 const 与 宏的区别)。
3、const 作用
1)可以定义 const 常量,具有不可变性。例如:
const int Max = 100; Max++会产生错误。
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。
(这句话,没搞懂什么意思,希望有知道的大神告知!!)
4)可以保护被修改的东西,防止意外的修改,增强程序的健壮性。例如:
- #include <stdio.h>
- void f (const int i)
- {
- i = 10; //在函数体内修改了 i ,编译器就会报错。
- }
- int main (void)
- {
- f (1);
- return 0;
- }
- 输出结果:
- 错误: 向只读形参‘i’赋值
5)可以节省空间,避免不必要的内存分配。例如:
#define PI 3.14159 //常量宏
const double Pi=3.14159; //此时并未将Pi放入RAM中
double i=Pi; //此时为Pi分配内存,以后不再分配!
double I=PI; //编译期间进行宏替换,分配内存
double j=Pi; //没有内存分配
double J=PI; //再进行宏替换,又一次分配内存!
- //test.c
- #include <stdio.h>
- int main (void)
- {
- const double Pi;
- double i = Pi;
- double j = Pi;
- return 0;
- }
- objdump -d test
- 080483b4 <main>:
- 80483b4: 55 push %ebp
- 80483b5: 89 e5 mov %esp,%ebp
- 80483b7: 83 e4 f8 and $0xfffffff8,%esp
- 80483ba: 83 ec 20 sub $0x20,%esp
- 80483bd: dd 44 24 08 fldl 0x8(%esp)
- 80483c1: dd 5c 24 10 fstpl 0x10(%esp)
- 80483c5: dd 44 24 08 fldl 0x8(%esp)
- 80483c9: dd 5c 24 18 fstpl 0x18(%esp)
- 80483cd: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
- 80483d2: c9 leave
- 80483d3: c3 ret
- //test1.c
- #include <stdio.h>
- #define PI 3.14159
- int main (void)
- {
- double i = PI;
- double j = PI;
- }
- objdump -d test1
- 080483b4 <main>:
- 80483b4: 55 push %ebp
- 80483b5: 89 e5 mov %esp,%ebp
- 80483b7: 83 e4 f8 and $0xfffffff8,%esp
- 80483ba: 83 ec 10 sub $0x10,%esp
- 80483bd: dd 05 b0 84 04 08 fldl 0x80484b0
- 80483c3: dd 1c 24 fstpl (%esp)
- 80483c6: dd 05 b0 84 04 08 fldl 0x80484b0
- 80483cc: dd 5c 24 08 fstpl 0x8(%esp)
- 80483d0: c9 leave
- 80483d1: c3 ret
- 80483d2: 90 nop
- 80483d3: 90 nop
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,而不是像#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份拷贝。
6)为函数重载提供了一个参考
- class A
- {
- void f(int i) {......} //一个函数
- void f(int i) const {......} //上一个函数的重载
- ......
- };
7)提高效率
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。
二、const 使用
1、const 修饰一般常量
一般常量是指简单类型的只读变量。这种常量在定义时,修饰符const可以用在类型说明符前,也可以用在类型说明符后。例如:
int const x=2; 或 const int x=2;
- const int a = 10;
- a = 20; // 错误,变量a为常量,只读,不能被修改;
- int const b = 10;
- b = 20; // 错误,变量b为常量,只读,不能被修改;
注意:
1)在定义该const变量时,通常需要对它进行初始化,因为以后就没有机会再改变它了
- //C 下
- #include <stdio.h>
- int main (void)
- {
- const int i; //自动初始值为 随机数
- //i = 10; //如果此时再向它赋值,会出现错误: 向只读变量‘i’赋值
- printf ("%d\n", i);
- }
- 输出结果:
- -1217368076 //随机数
- //C++下
- #include <iostream>
- int main (void) {
- int const i;
- //i = 10; //如果此时再向它赋值,会出现错误: 向只读变量‘i’赋值
- }
- /* gcc编译器不够严格,g++编译器下会报错 */错误: 未初始化的常量‘i’
2)const int const i = 10; 是否可行
- //在C 下是可行的,但是还是不推荐使用
- #include <stdio.h>
- int main (void)
- {
- const int const i = 10;
- printf ("%d\n", i);
- return 0;
- }
- 输出结果:
- 10
- //在C++ 下是错误的
- #include <iostream>
- int main (void)
- {
- const int const i = 10;
- std::cout << i << std::endl;
- }
- 输出结果:
- 错误: 重复的‘const’
扩展:常量与变量
参看:如何理解C语言常量与变量
说着说着,其实搞混了const到底修饰的是什么了。什么是常量,什么是变量?
常量,例如5, "abc",等,肯定是只读的,因为常量是被编译器放在内存中的只读区域,当然也就不能够去修改它。
enum类型和#define宏,这两个都可以用来定义常量。
采用宏定义#define指令创建一个指定数组大小的明显常量(SIZE),可以在定义数组和设置循环限制时使用这个常量,以后更改数组大小的时候方便处理,例如:
#define SIZE 5
int arr[SIZE];
变量 其值是可以改变的。一个变量应该有一个名字,在内存中占据一定的存储单元。变量定义必须放在变量使用之前。一般放在函数体的开头部分。要区分变量名和变量值是两个不同的概念。例如:int x = 3;
而“只读变量”则是在内存中开辟一个地方来存放它的值,只不过这个值由编译器限定不允许被修改。C语言关键字const就是用来 限定一个变量 不允许被改变的修饰符(Qualifier)。
例如,const int a;
const只是一个修饰符,不管怎么样 a 仍然是一个int型的变量。
指定数组大小
直到C99标准出现之前,声明数组时在方括号内只能使用整数常量表达式。整数常量表达式是由整数常量组成的表达式。sizeof表达式被认为是一个整数常量,而(和C++不同)一个const值却不是整数常量。并且该表达式的值必须大于0。
- #define SIZE 5
- int n = 5;
- float a1[5]; //可以
- float a2[5*2 + 1]; //可以
- float a3[sizeof (int) +1]; //可以
- float a4[-4]; //不可以,数组大小必须大于0
- float a5[0]; //不可以,数组大小必须大于0
- float a6[2.5]; //不可以,数组大小必须大于0
- float a7[(int)2.5]; //可以,把float类型指派为int类型
- float a8[n]; //C99之前不允许
- float a9[SIZE]; //可以
- //C99支持 这种形式,并不会报错
- #include <stdio.h>
- int main (void)
- {
- const int n = 5;
- int a[n];
- return 0;
- }
但是 const修饰的只读变量 不能放在 case 关键字后面、不能放在enum枚举名称后面,因为 case 关键字后面和枚举类型声明必须要 整数常量。
- #include <stdio.h>
- #define n 2 //常量
- int main (void)
- {
- //int n = 2; //变量,会出现错误: case 标号不能还原为一个整常量
- //const int n = 2; //只读变量,会出现错误: case 标号不能还原为一个整常量
- switch (3)
- {
- case 1:
- printf ("11111\n");
- break;
- case n:
- printf ("222222\n");
- break;
- case 3:
- printf ("333333\n");
- break;
- default:
- printf ("4444444\n");
- break;
- }
- return 0;
- }
- 输出结果:
- 333333
- #include <stdio.h>
- #define n 3 //常量
- //int n = 3; //变量,会出现错误: ‘QIU’的枚举值不是一个整数常量
- //const int n = 3; //只读变量,会出现错误: ‘QIU’的枚举值不是一个整数常量
- typedef enum {
- CHUN = 1,
- XIA = 2,
- QIU = n,
- DONG = 4
- }Season;
- int main (void)
- {
- printf ("%d\n", QIU);
- return 0;
- }
- 输出结果:
- 3
2、const修饰指针、数组
const定义的变量具有只读性,const修饰的只读变量必须在定义的时候初始化。
1)修饰数组
定义或说明一个只读数组可采用如下格式:
int const a[5]={1, 2, 3, 4, 5};或
const int a[5]={1, 2, 3, 4, 5};
- const int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5};
- numbers[1] = 10; // 错误,数组被const修饰,因此,数组内容不可修改
2)修饰指针
这里给出一个记忆和理解的方法:
先忽略类型名(编译器解析的时候也是忽略类型名),我们看 const 离哪个近。“近水楼先得月”,离谁近就修饰谁。
int arr[5];
const int *p = arr; //const 修饰*p,p 是指针,可变; *p 是指针指向的对象,不可变。
int const *p = arr; //const 修饰*p,p 是指针, 可变;*p 是指针指向的对象,不可变。
int *const p = arr; //const 修饰 p, p 是指针,不可变; p 指向的对象可变。
const int *const p= arr; //前一个 const 修饰*p,后一个 const 修饰 p,指针 p 和 p 指向的对象都不可变。
- //示例一
- int a = 10;
- int b = 20;
- const int *p = &a;
- //等同 int const *p = &a;
- p = &b; // 正确
- *p = 20; // 错误,指针变量p所指向的地址中的内容不能通过指针变量修改
- a = 20; // 正确,变量a并没有被const关键字修饰;
- //示例二
- int a = 10;
- int b = 20;
- int * const p = &a;
- p = &b; // 错误,指针p只能指向同一个地址;
- *p = 20; // 正确
- //示例三
- int a = 10;
- int b = 20;
- const int * const p = &a;
- p = &b; // 错误
- *p = 20; // 错误
看到const 关键字,C++程序员首先想到的可能是const 常量。这可不是良好的条件反射。如果只知道用const 定义常量,那么相当于把火药仅用于制作鞭炮。const 更大的魅力是它可以修饰函数的参数、返回值,甚至函数的定义体。
const 是constant 的缩写,“恒定不变”的意思。被const 修饰的东西都受到强制保护,可以预防意外的变动,能提高程序的健壮性。所以很多C++程序设计书籍建议:“Use const whenever you need”。
1.用const 修饰函数的参数
2 用const 修饰函数的返回值
- class A
- {
- A & operate = (const A &other); // 赋值函数
- };
- A a, b, c; // a, b, c 为A 的对象
- a = b = c; // 正常的链式赋值
- (a = b) = c; // 不正常的链式赋值,但合法
3 const 成员函数(const的作用:说明其不会修改数据成员)
- class Stack
- {
- public:
- void Push(int elem);
- int Pop(void);
- int GetCount(void) const; // const 成员函数
- private:
- int m_num;
- int m_data[100];
- };
- int Stack::GetCount(void) const
- {
- ++m_num; // 编译错误,企图修改数据成员m_num
- Pop(); // 编译错误,企图调用非const 函数
- return m_num;
- }
- //
- class my {
- public:
- // ...
- string& operator[](const string& s) const
- { return table[s]; }
- private:
- map table;
- };
- #include
- #include
- using namespace std;
- class A{
- public:
- A(int n) { num = n; }
- void incr() { num += 5; }
- void disp() const
- { cout << num ; }
- int times(int m)
- { return num * m; }
- int f() const
- {
- incr();//passing `const A' as `this' argument of `void A::incr()' discards qualifiers
- disp();// ok
- times(2);//passing `const A' as `this' argument of `int A::times(int)' discards qualifiers
- return num;
- }
- private: int num;
- };
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- A a(5);
- a.f();
- system("PAUSE");
- return EXIT_SUCCESS;
- }
const 函数只能调用 const 函数,即使某个函数本质上没有修改任何数据,但没有声明为const,也是不能被const函数调用的。
- class Test
- {
- public :
- int & GetValue()const;
- private:
- int value;
- };
- int &Test::GetValue() const
- {
- return value; //value此时具有const属性,与返回值类型int &的非const属性不匹配
- }
这样的代码在vs2003中提示的错误:error C2440: “return” : 无法从“const int”转换为“int &”。
- int &Test::GetValue() const
- {
- int temp = value;
- return temp;
- }
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