C++ const总结

不问归期 提交于 2020-01-22 05:52:38

编程中是否遇到这样情况?

(基本内容来源于C++ Prime)

1、用一个变量表示缓冲区的大小。当我们觉得不合适时,直接改变变量值即可,可以很方便调整缓冲区大小

2、但要警惕程序不小心改变了这个值

 

OK,遇到这样情况,使用const修饰符即可。

 

言简意赅,总结一下。

首先上目录:

1、const对象必须初始化。

2、默认情况下,cosnt对象只在文件内有效

3、const的引用

4、const与指针

5、顶层const 和 底层const

6、C++常量折叠

7、const函数

8、const成员变量

 

1、const对象必须初始化。

因为const对象一旦创建,就不能改变了。

2、默认情况下,cosnt对象只在文件内有效

 

下面论述一下const对象和普通对象的区别。

(转载于http://blog.csdn.net/yipiantiandi/article/details/5822564)

(const对象默认作用域为:文件作用域)

(普通变量默认作用域:整个程序)

对于一般的对象 如 int a=9;;我们知道它的作用域是整个程序的,在1.cpp和2.cpp中包含同一个定义了int a=9;的头文件,因为int a=9;作用域是整个程序,所以会产生错误。

那为什么const int a=9;不会产生错误呢。原因就是const int a=9;的默认作用范围是文件作用域的。即,尽管在1.cpp和2.cpp中包含同一个定义了const int a=9;的头文件,但由于const int a=9;是文件作用域的,包含了头文件的1.cpp和2.cpp尽管都包含了const int a=9;但他们是各自文件内的const对象,两者互不相干,就像不同函数中定义了相同的变量名一样。

 所以,通过在头文件中定义const对象,可以实现多个文件使用相同的常量值,这在实际的程序中很常见。

那么如何使用其他文件中的const

说到这里,有一点疑问需要解决:如果想在别的文件中访问本文件中的const对象该怎么办,如果都是单是在别的文件中使用extern const int a = 9;的话,不会起任何作用,因为已经提示const int a = 9;是文件作用域的。

所以应该在需要被其他文件使用的const对象定义成这样:extern const int a = 9;而在别的需要使用这个const对象的地方声明:extern const int a;前者是定义,后者是声明。这样就可以使用了。

 

3、const的引用

引用前带const修饰符 被引用前带const修饰符 附注
对const变量的const引用
引用认为它引用的变量不可以改变,但实际可以(代码附注1)
不可以(代码附注2)
就是普通的引用

 

代码附注1:

    int i=42;
    const int &r_i = i;
    cout<<"r_i: "<<r_i<<endl;
    cout<<"i:   "<<i<<endl;
    
    i=41;//可以
    cout<<"r_i: "<<r_i<<endl;
    cout<<"i:   "<<i<<endl;
    
    r_i = 40;//报错
    cout<<"r_i: "<<r_i<<endl;
    cout<<"i:   "<<i<<endl;

detail it:对const的引用可能是引用一个并非const的对象

 常量引用仅对引用可以参与的操作做出了限定,对于引用的对象本身是不是常量未做限定。因为对象也可能是一个非常量,所以允许通过其他途径改变它的值。

 

代码附注2

    const int r1=42;
    int &r2 = r1;//试图让一个非常量引用指向一个常量对象。如果该初始化合法,则可以通过r2来改变它引用对象的值,这显然不正确。

 

 

4、const与指针

指针 被指数据 附注
变量 变量 普通的指针
变量 常量 不可以
常量 变量 可以。常量指针“自以为是”,认为自己指向了常量,所以自觉的不去改变所指对象的值。实际上,这个值是可以改变的
常量 常量 可以。

 

Pointer to Constant (常量指针/常指针) Pointer Constant(指针常量)

const int*p1; 

const int x = 1;

p1 = &x; 

int*const p2 = &x;  

p1是一个指针

它是一个常量

p2是一个指针

它指向一个常量

 

 

准则:在前先读,在前不变 const int *x  int* const y

* (指针)和const(常量)谁在前先读谁;

* 代表被指的数据,名字代表指针地址

const在谁前面谁就不允许改变。

const在*前面,该数据不能改变 const在地址前面,该地址不能变化
     

 

(此小节内容来自网易公开课,北京邮电大学,崔毅东老师的《C++程序设计入门(上)》)

 

5、由上一节的内容,可以引申出一个概念:

顶层const 和 底层const

该对象是const,说明其为顶层const

该对象指向或者引用的变量是const,说明其为底层const

const int ci = 42; // 不能改变 ci 的值,这是一个顶层 const

const int *p2 = &ci; // 允许改变 p2 的值,这是一个底层 const

const int *const p3 = p2; // 靠右的 const 是顶层 const ,靠左的是底层 const

 

 6、C++常量折叠

常量与宏定义一直被面试官津津乐道

转载于http://blog.csdn.net/yby4769250/article/details/7359278

看个code先,

#define PI 3.14
int main()
{
    const int r = 10;

    int p = pI; //这里会在预编译阶段产生宏替换,PI直接替换为3.14,其实就是int p = 3.14;
    int len = 2*r; //这里会发生常量折叠,也就是对常量r的引用会替换成他对应的值,相当于int len = 2*10;
    return 0;
}

如上述代码中所述,常量折叠表面上的效果和宏替换是一样的,只是,“效果上是一样的”,

而两者真正的区别在于,

1、宏是字符常量,在预编译完宏替换完成后,该宏名字会消失,所有对宏如PI的引用已经全部被替换为它所对应的值,编译器当然没有必要再维护这个符号。

2、而常量折叠发生的情况是,对常量的引用全部替换为该常量如r的值,但是,常量名r并不会消失,编译器会把他放入到符号表中,同时,会为该变量分配空间,栈空间或者全局空间

为了能更清楚的体现出常量折叠,下面做几个对照实验,看代码和输出便了然:

int main()
{
    int i0 = 11;

    const int i=0;         //定义常量i
    int *j = (int *) &i;   //看到这里能对i进行取值,判断i必然后自己的内存空间                //请注意,int *j = &i;是不对的哦,我们在第4节讲过~
    *j=1;                  //对j指向的内存进行修改
        printf("%d\n%d\n%d\n%d\n",&i,j,i,*j); //观看实验效果
    const int ck = 9;     //这个对照实验是为了观察,对常量ck的引用时,会产生的效果
    int ik = ck;

    int i1 = 5;           //这个对照实验是为了区别,对常量和变量的引用有什么区别
    int i2 = i1;
    

    return 0;

}

上面的代码会输出:

0012ff7c
0012ff7c

0

1

这能说明什么,至少能说明两点:

1、i和j地址相同,指向同一块空间,i虽然是可折叠常量,但是,i确实有自己的空间

2、i和j指向同一块内存,但是*j = 1对内存进行修改后,按道理来说,*j==1,i也应该等于1,而实验结果确实i实实在在的等于0,这是为什么呢,就是本文所说的内容,i是可折叠常量,在编译阶段对i的引用已经别替换为i的值了,也就是说

printf("%d\n%d\n%d\n%d\n",&i,j,i,*j)

中的i已经被替换,其实已经被改为

printf("%d\n%d\n%d\n%d\n",&i,j,0,*j)

为了使实验更具说服力,直接上汇编代码,比较实验的不同点:

4:    int main()
5:    {
00401030   push        ebp
00401031   mov         ebp,esp
00401033   sub         esp,5Ch
00401036   push        ebx
00401037   push        esi
00401038   push        edi
00401039   lea         edi,[ebp-5Ch]
0040103C   mov         ecx,17h
00401041   mov         eax,0CCCCCCCCh
00401046   rep stos    dword ptr [edi]
6:        int i0 = 11;
00401048   mov         dword ptr [ebp-4],0Bh
7:
8:        const int i=0;
0040104F   mov         dword ptr [ebp-8],0 //睁大眼睛,编译器确实为常量i分配了栈空间,并赋值为0
9:        int *j = (int *) &i;
00401056   lea         eax,[ebp-8]
00401059   mov         dword ptr [ebp-0Ch],eax
10:       *j=1;
0040105C   mov         ecx,dword ptr [ebp-0Ch]
0040105F   mov         dword ptr [ecx],1
11:                                            //再看看下面的对比实验,看出对常量的引用和变量的引用的区别
12:       const int ck = 9;
00401065   mov         dword ptr [ebp-10h],9   //为常量分配栈空间 
13:       int ik = ck;
0040106C   mov         dword ptr [ebp-14h],9   //看到否,对常量ck的引用,会直接替换为常量的值9,再看下面的实验
14:
15:       int i1 = 5;
00401073   mov         dword ptr [ebp-18h],5
16:       int i2 = i1;                         //这里引用变量i1,对i2进行赋值,然后看到否,对常量i1引用没有替换成i1的值,而是去栈中先取出i1的值,到edx寄存器中,然后再把值mov到i2所在的内存中
0040107A   mov         edx,dword ptr [ebp-18h]
0040107D   mov         dword ptr [ebp-1Ch],edx
17:
18:
19:       return 0;
00401080   xor         eax,eax
20:
21:   }

 

 

总结:常量折叠说的是,在编译阶段,对该变量进行值替换,同时,该常量拥有自己的内存空间,并非像宏定义一样不分配空间,需澄清这点

 

 

7、const修饰函数

const 放在函数后表示这个函数是常成员函数, 常成员函数是不能改变成员变量值的函数。
const 限定符,它把一个对象转换成一个常量。

1、非常量成员函数不能被常量成员对象调用,因为它可能企图修改常量的数据成员:

2、非常量成员函数不能被常量实例调用,因为它可能企图修改常量的数据成员

 

举例:
为了使成员函数的意义更加清楚,我们可在不改变对象的成员函数的函数原型中加上const说明:
class Point
{
public:
int GetX() const;
int GetY() const;
void SetPt (int, int);
void OffsetPt (int, int);
private:
int xVal, yVal;
};
const成员函数应该在函数原型说明和函数定义中都增加const限定:
int Point::GetY() const
{
return yVal;
}
class Set {
public:
Set (void){ card = 0; }
bool Member(const int) const;
void AddElem(const int);

};
bool Set::Member (const int elem) const
{
}
非常量成员函数不能被常量成员对象调用,因为它可能企图修改常量的数据成员:
const Set s;
s.AddElem(10); // 非法: AddElem不是常量成员函数
s.Member(10); // 正确
 
 
8、const成员变量
#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
    public:
        A(int size) : SIZE(size) {};
    private:
        const int SIZE;
};

int main()
{
    A a(100);
}
  • 在类中声明变量为const类型,但是不可以初始化
  • const常量的初始化必须在构造函数初始化列表中初始化,而不可以在构造函数函数体内初始化

此时的const变量属于具体的一个对象,如何在整个类中都恒定不变呢?

 答案是利用枚举,举例

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
    private:
        enum {SIZE = 100};
    public:
        int array[SIZE];
};

int main()
{
    A a;
}

枚举常量不会占据对象的存储空间,在编译时被全部求值

但是,它隐含的数据对象类型为整形,不能表示其他类型。

 
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