const的作用

const关键字保证了我们的变量不会改变,成为常量.

当用在成员函数时,它保证此成员函数不会改变类中的其他成员

const用法

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const declaration ;
member-function const ;

const用在指针上时

这里有两种情况,一个是指针所指的值为常量,另一个是指针本身为常量.

  • 指针所指值为常量,这种情况称为底层const
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int i = 0;
const int *ptr = &i;

我们不可以改变i的值,但是可以改变ptr的指向.

  • 指针本身为常量,这种情况称为顶层const
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int i = 0;
int* const ptr = &i;

我们不能改变ptr的指向,也就是ptr中保存的值,即i的地址,但是我们可以通过解引用改变i的值.

const用在成员函数时

const成员函数无法改变其他成员,但这却存在一个问题,很明显,当成员函数中存在指针变量时,我们无法保证指针所指值不发生改变.因为我们所保证的仅仅只是指针保存的地址,或者说指针本身保持不变而已.

死板的const成员函数

const成员函数无法改变其他成员,所有的.但问题是有些成员的改变对于我们说是允许的,并不影响我们的需求.举Effective C++这本书中的一个例子:

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class CTextBlock
{
public:
    ...
    std::size length() const;
private:
    char *pText;
    std::size_t textLength;
    bool lengthIsValid;
};
std::size_t CTextBlock::length() const
{
    if(!lengthIsValid)
    {
        textLength = std::strlen(pText);
	lengthIsValid = True;
    }
    return textLength;
}

上面这个例子实际上会编译错误,因为我们声明了length方法为const,但却改变了原对象.C++对此的解决办法是引入mutable关键字.

我们只要在成员变量声明前加上它,就可以让它处于始终可变的状态,即使是在const成员函数中.

passed by reference const

我们知道在C/C++中,函数传参的方式是passed by value.也就是说,函数实际是拷贝实参到形参中,函数中的形参与实参实际是两个值.当函数执行完后,它所产生的"对象",如形参等,将被一一销毁.这就意味着我们无法直接改变函数的实参,举个例子:

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void func(int i)
{
     i = i + 1;
}

int j = 1;

func(j);

printf("%d\n",j); // j = ???

实际上j的值仍为1,而不是2.因为函数中的i根本不是j,而只是具有j的值的副本!

C语言的解决办法

C Style的做法是通过指针.传进函数的其实仍然只是实参的拷贝,也就是我们想改变的那个变量的地址,但通过解引用,我们就可以间接访问到那个变量的值,从而改变它.

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void func_ptr(int* i)
{
    *i = *i + 1;
}
int j = 1;
func_ptr(&j);
printf("%d\n",j); // j = 2

C++的解决办法

我们知道C语言的指针及其强大和灵活,使用不好的话很容易出现内存错误,而且难以调试.由此,C++提供了一种更好的解决办法,即引入了"引用"reference

引用的本质其实是指针,但用法与指针区别很大,我们可以简单理解为引用是指针的语法糖.

使用引用的优点是很明显的,由于我们可以通过引用直接访问实参中的值,而不需要额外的拷贝工作,大大地提升了性能. 然而直接使用引用却有一个很严重的问题,因为这么做我们可能无意中改变了实参,而我们所需要的仅仅只是读取实参的值而已,而不是改变它.

更好的方法是使用常量引用,即passed by reference const

通过常量引用,我们不仅省去了拷贝实参带来的性能损失,而且保证了函数仅仅能够读取值而无法作出任何修改.

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class Foo {
   //large object...
};

void func(const Foo& f)
{
    //read object f...
}

通过上述代码我们可以看到,Foo是一个"很大"的对象,拷贝成本很高,但是直接使用引用又可能改变它的值.此时使用常量引用便完美解决了这两个问题.在任何需要读值而不需要写值的函数传参情况,我们都推荐使用passed by reference const