Effective C++學(xué)習(xí)筆記：多才多藝的const，盡可能使用

關(guān)鍵字const多才多藝。你可以用它在classes外部修飾global或namespace(見(jiàn)Effective C++筆記之二) 作用域中的常量，或修飾文件、函數(shù)、或區(qū)塊作用域(block scope)中被聲明為static的對(duì)象。你也可以用它修飾classes內(nèi)部的static和non-static成員變量。面對(duì)指針，你也可以指出指針自身、指針?biāo)肝?，或兩者?或都不)是const：

char?greeting[]="Hello";??
char*?p1=greeting;??????//?non-const?pointer,non-const?data
const?char*?p2=greeting;//?non-const?pointer,const?data??
char?const*?p3=greeting;//?和上一行意義相同
char*?const?p4=greeting;//?const?pointer,non-const?data??
const?char*?const?p5?=greeting;//?const?pointer,const?data

一.const作用于迭代器
? ? ? ?STL選代器系以指針為根據(jù)塑模出來(lái)，所以迭代器的作用就像個(gè)T*指針。聲明選代器為const就像聲明指針為const一樣(即聲明一個(gè)T* const 指針) ，表示這個(gè)迭代器不得指向不同的東西，但它所指的東西的值是可以改動(dòng)的。如果你希望迭代器所指的東西不可被改動(dòng)(即希望STL模擬一個(gè)const T* 指針) ，你需要
的是const_iterator：

std::vectorvec;
.....
const?std::vector::iterator?iter?=?vec.begin(?);
*iter?=?10;//?OK
++iter;//?error
std::vector::const_iterator?cIter?=?vec.begin(?);
*cIter?=?10;//?error
++cIter;//?ok

二.const作用于自定義類(lèi)型的對(duì)象
? ? ? ?在定義對(duì)象時(shí)指定對(duì)象為常對(duì)象。常對(duì)象中的數(shù)據(jù)成員為常變量，例如：

#includeusing?namespace?std;

class?Time
{
public:
????void?printf()?const
????{
???????//h?=?10;//error?C3490:?由于正在通過(guò)常量對(duì)象訪問(wèn)“h”，因此無(wú)法對(duì)其進(jìn)行修改
???????m?=?10;//?ok
???????cout?<<?"Hour:"?<<?h?<<?"Minute:"?<<?m?<<?"Second:"?<<?s?<<?endl;
????}

????void?show()//?不會(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤
????{
???????h?=?10;
????}	
private:
????int?h;
????mutable?int?m;
????int?s;
};

int?main()
{
????const?Time?t;
????t.printf();
????system("pause");
????return?0;
}

? ? ? ?

? ? ? ?常對(duì)象t中的數(shù)據(jù)成員雖然未顯示定義為const數(shù)據(jù)成員，但它們都是常變量，無(wú)法修改它們的值。

? ? ? ?常成員函數(shù)printf可以訪問(wèn)常對(duì)象中的數(shù)據(jù)成員，但是不允許修改常對(duì)象中的數(shù)據(jù)成員，除非該數(shù)據(jù)成員被聲明為mutable。
? ? ? ?普通成員函數(shù)show雖然不會(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤，但是無(wú)法被常對(duì)象調(diào)用，因?yàn)槌?duì)象、指向常對(duì)象的指針或引用只能用于調(diào)用其const型成員函數(shù)，而不能調(diào)用其非const型的成員函數(shù)。
三.const作用于函數(shù)
1.令函數(shù)返回一個(gè)常量值
? ? ? ?這樣做往往可以降低因客戶(hù)錯(cuò)誤而造成的意外，而又不至于放棄安全性和高效性，例如，考慮有理數(shù)（rational numbers）的operator*聲明：

class?Rational{?...?};
const?Rational?operator*?(const?Rational&?lhs,?const?Rational&?rhs);

? ? ? ?這個(gè)聲明能很好的杜絕由于筆誤而導(dǎo)致的如下操作：

Rational?a,b,c;
if(a?*?b?=?c)
{
???......
}

? ? ? ?如果a和b都是內(nèi)置類(lèi)型，這樣的代碼直截了當(dāng)就是不合法。而一個(gè)"良好的用戶(hù)自定義類(lèi)型"的特征是它們避免無(wú)端地與內(nèi)置類(lèi)型不兼容。
2.const參數(shù)
? ? ? ?至于const參數(shù)，沒(méi)有什么特別新穎的觀念，它們不過(guò)就像local const對(duì)象一樣，你應(yīng)該在必要使用它們的時(shí)候使用它們。除非你有需要改動(dòng)參數(shù)或local對(duì)象，否則請(qǐng)將它們聲明為const。只不過(guò)多打6個(gè)字符，卻可以省下惱人的錯(cuò)誤，像是"想要鍵入'=='卻意外鍵成'=的錯(cuò)誤，一如稍早所述。
四.const數(shù)據(jù)成員

? ? ? ?常數(shù)據(jù)成員的值是不能改變的，且必須初始化，因?yàn)槌?shù)據(jù)成員是不能被賦值的，關(guān)于初始化，詳見(jiàn)：Effective C++筆記之一：聲明、定義、初始化與賦值

#includeusing?namespace?std;

class?Time
{
public:
???void?printf()?const
???{
???????//h?=?10;//error?C3490:?由于正在通過(guò)常量對(duì)象訪問(wèn)“h”，因此無(wú)法對(duì)其進(jìn)行修改
???????m?=?10;
???????cout?<<?"Hour:"?<<?h?<<?"Minute:"?<<?m?<<?"Second:"?<<?s?<<?endl;
???}

???//void?show()//?C2166:?左值指定const對(duì)象
???//{
???//	h?=?10;
???//}	
private:
???//const?int?h;//?報(bào)錯(cuò)，沒(méi)有初始化
???const?int??h?=?10;//?初始化
???mutable?int?m;
???const?int?s?=?10;//?初始化
};

int?main()
{
???const?Time?t;
???t.printf();
???system("pause");
???return?0;
}

? ? ??

? ? ? ?對(duì)比“二.const作用于自定義類(lèi)型的對(duì)象”小節(jié)，可看出const對(duì)象中const數(shù)據(jù)成員和非const數(shù)據(jù)成員的區(qū)別。

五.const成員函數(shù)
? ? ? ?常成員函數(shù)只能引用本類(lèi)中的數(shù)據(jù)成員（const和非const），而不能修改他們。
? ? ? ?const是函數(shù)類(lèi)型的一部分，在聲明函數(shù)和定義函數(shù)時(shí)都要有const關(guān)鍵字，在調(diào)用時(shí)不必加const。const員函數(shù)可以引用const數(shù)據(jù)成員，也可以引用非const數(shù)據(jù)成員。const數(shù)據(jù)成員可以被const成員函數(shù)引用，也可以被非const數(shù)據(jù)成員函數(shù)引用，但是不能被修改。
需要注意的是：
1.不要誤認(rèn)為常對(duì)象中的成員函數(shù)都是常成員函數(shù)。常對(duì)象只能保證所有的數(shù)據(jù)成員的值不被修改。如果在對(duì)象中的成員函數(shù)為加const聲明，編譯系統(tǒng)把它作為非const成員函數(shù)處理。
2.兩個(gè)成員函數(shù)如果只是常量性(constness)不同，可以被重載。舉個(gè)例子

#includeusing?namespace?std;

class?TextBlock
{
public:
???TextBlock::TextBlock(string?str)?:test(str)
???{
	
???}
???const?char?&?operator[](size_t?position)?const
???{
	return?test[position];
???}
???char?&?operator[](size_t?position)?
???{
	return?test[position];
???}
private:
	string?test;
};

int?main()
{
???TextBlock?tb("Hello");
???cout?<<?tb[0]?<<?endl;
???const?TextBlock?ctb("World");
???cout?<<?ctb[0]?<<?endl;

???system("pause");
???return?0;
}

3.常成員函數(shù)不能調(diào)用另一個(gè)非const成員函數(shù)。但是非const成員函數(shù)可以調(diào)用const成員函數(shù)。舉個(gè)例子：

在上述例子中，重載的兩個(gè)操作符函數(shù)體內(nèi)的代碼量小，感覺(jué)不到有什么不妥。但是如果代碼量大的話，可以讓非const operator[]調(diào)用其const兄弟來(lái)避免代碼重復(fù)。

#includeusing?namespace?std;

class?TextBlock
{
public:
???TextBlock::TextBlock(string?str)?:test(str)
???{
	
???}
???const?char?&?operator[](size_t?position)?const
???{
	return?test[position];
???}
???char?&?operator[](size_t?position)?//?先調(diào)用const版本的操作符，然后去掉返回結(jié)果的const屬性
???{
	return
	????const_cast(
		static_cast(*this)[position]);
???}
private:
	string?test;
};

int?main()
{
???TextBlock?tb("Hello");
???cout?<<?tb[0]?<<?endl;
???const?TextBlock?ctb("World");
???cout?<<?ctb[0]?<<?endl;

???system("pause");
???return?0;
}

六.指向?qū)ο蟮某Ｖ羔?br />? ? ? ?將指向?qū)ο蟮闹羔樧兞柯暶鳛閏onst型并將之初始化，這樣指針值始終保持為其初始值，不能改變，即其指向始終不變。如：

int?a?=?1?,?b;
int?*?const?ptr1?=?&a;
ptr1?=?&b;//?error?C3892:?“ptr1”:?不能給常量賦值

? ? ? ?指向?qū)ο蟮某Ｖ羔樀闹挡荒芨淖儯词冀K指向同一個(gè)對(duì)象，但可以改變其所指向?qū)ο螅ㄈ鏱）中數(shù)據(jù)成員的值。
七.指向常對(duì)象的指針
1.如果一個(gè)變量已經(jīng)被聲明為常變量，只能用指向常變量的指針指向它，而不能用一般的（指向那個(gè)非const型變量的）指針變量去指向它。
2.指向常變量的指針除了可以指向常變量，還可以指向非const變量。此時(shí)不能通過(guò)指針變量改變?cè)撟兞康闹怠?br />

3.指向常對(duì)象的指針常作為函數(shù)參數(shù)。

八.對(duì)象的常引用
? ? ? ?在C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，經(jīng)常用常指針和常引用作函數(shù)參數(shù)。這樣既能保證數(shù)據(jù)安全，使數(shù)據(jù)不能被隨意修改，在調(diào)用函數(shù)時(shí)又不必建立實(shí)參的拷貝。