从C语言过渡到C++之const

1. 定义常量

1.1 C语言中定义常量的方法

在C语言从零开始这个系列中,我们讲了C语言定义常量的方法。没有看过的同学请参考:C语言从零开始(五)-常量&变量

为什么要定义常量我就不再赘述了,这里重点说说这么定义有什么不好。经常有这样的面试题:请写出下面这段代码的执行结果:

#include <stdio.h>#define SUM 5 + 1;void main(){  int a = 2 * SUM;  printf("%d", a);}

经常有人答12,其实结果是11。不信你用计算机运行一下试试。

为什么会错呢,因为#define定义的常量是伪常量,它在参加编译时做的是原样字符替换。就是2 * SUM这句在编译器看来应该是

int a = 2 * 5 + 1;

如果你的本意是想得到12,那么定义中应该这么写:

#define SUM (5 + 1);

这样的经典错误很多人都犯过,虽然道理大家都知道,但是总会因为粗心大意掉进这个坑里。

于是,C++引入const常量彻底解决了这个问题。后来部分C语言的编译器也开始支持const的使用,这就充分说明了它的价值。

1.2 const常量

在C++中,我们用下面的形式定义常量:

const int MONTH = 12;const int SUM = 5 + 1;

严格意义上讲,const常量应该叫做“常变量”,它定义了一个值不会被修改的变量。

为了代码风格统一,我们依然习惯把const常量用全大写字母命名。

特点

const常量与普通常量最大的不同有两点:

值不能改变可以用作数组大小的定义例如:

const int MAX = 10;int arr[MAX] = {0};for (int i = 0; i < MAX; i++){  // Do something}

1.3 作用范围

const定义的常量的作用域类似与static,只能被当前文件访问。如果想在其他文件中使用该如何写呢?

// file1const int MAX = 10;// file 2extern const int MAX;

不过并不推荐这么使用,还是建议大家把const定义写在头文件中,在需要的文件中包含这个头文件。

2. 指针与const

const的修饰特点是修饰离它最近的部分。它一般有两种用法。

2.1 指向const变量的指针

让指针指向一个const对象,防止指针修改所指向的值。

int age = 30;const int* ptr = &age;

这段代码定义了一个指针ptr,它指向一个const int类型的数据,不可修改。

  *ptr += 1;  // 报错  cin >> *ptr;  // 报错

这两种写法都是非法的。

注意:依然可以用 age变量修改。

2.2 const指针

将指针本身声明为一个常量,防止指针位置改变

int a = 3;int* const p = &a;p++; // 错误

注意:只有const指针能够指向const变量,例如:

const int a = 9;const int* p = &a;   // 正确int* ptr = &a;     //错误

特殊使用:

const int* const p = &a;

这句话的意思是指针变量和指向的地址中的内容都不可变

3. 函数与const

3.1 const参数

如果希望参数在函数内部不被修改,可以用const修饰,如下:

void fun(const int a){  a++; // 非法操作}

由于a被const修饰为常变量,因此再对它进行a++操作就会报错。

这种写法的目的只是为了限制参数在函数内部的修改,如今越来越多的人喜欢这样实现:

void fun(int a){  const int& b = a;  b++; // 非法操作 }

效果是完全一样的。

3.2 const返回值

如果函数返回值是一个基本数据类型,用const修饰是没有意义的。比如:

const int fun(){  return 1;}

fun()函数的返回值是不可能做“左值”再被修改的,因为没人会这么使用:

fun() = 2;编译器也会把这种写法先过滤掉。

一般,const只用来修饰返回值是一个类的对象的函数。例如:

class A{public:  A()  {    m_i = 0;  }  A(int i) : m_i(i){}  void Modify(int i)  {    m_i = i;  }private:  int m_i;};A GetA(){  return A(1);}const A GetConstsA(){  return A(1);}void Update(A& a){  a.Modify(2);}void Update2(const A& a){  A m = a;  m.Modify(2);}int main(){  GetA() = A(1);    // 正确  GetA().Modify(5);  // 正确  GetConstsA() = A(1);   // 报错  GetConstsA().Modify();  // 报错  Update(GetA());      // 正确  Update(GetConstsA());  // 报错  Update2(GetConstsA());  // 正确  return 0;}

能看懂其中的奥秘吗?总结一下,const修饰的返回值如果是类的对象,那么:

这个返回值不能做左值(放在等号左边被赋值或者调用其成员函数)这个返回值的别名必须也被const修饰

4. 举一反三

知道了一般参数和返回值被const修饰的情况,我们应该能够推导出const修饰指针参数和返回值的情况。我们用一段代码来看看容易出现的错误。

void fun1(int* p){  // Do nothing}void fun2(const int* cp){  *cp = 3; // 错误  int i = *cp;   int* ip2 = cp; // 错误}const char* fun3(){  return "result of function fun3()";}const int* const fun4(){  static int i;  return &i;}int main(){  int x = 0;  int* p = &x;  const int* cp = &x;  fun1(p);  fun1(cp); // 错误  fun2(p);  fun2(cp);  char* cp = fun3();  // 错误  const char* ccp = fun3();  int* p2 = fun4(); // 错误  const int* const ccp = fun4();  const int* cp2 = fun4();  *fun4() = 1; // 错误  return 0;}

这段程序的各种赋值其实完全符合第2部分中介绍的原则。在传参和赋值的过程中需要注意:

指针内容被const修饰时,*p不可修改指针内容被const修饰时,不能赋值给内容非const的指针指针变量和内容都被const修饰时,只能给相同情况的指针赋值说起来有些拗口,仔细想想其实和第二部分所讲的内容相似。

OK,今天就先到这里。

你挤进地铁时,西藏的山鹰一直盘旋云端,

从C语言过渡到C++之const

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