const的用法分析

朱雀 2022-09-17 15:26 140阅读 0赞

你也许有常量的概念并会用关键字const声明一个变量为常量，但是你知道const除了声明常量外，还可以声明const指针和const成员函数。本文将讨论const对象是如何建立、const对象的用途以及他们的语法。   
  
Const声明  
  
仅仅用一个关键字就可以声明三种截然不同的结构，所以const声明常常让人混淆。让我们仔细看看这些这三种不同的const结构。  
  
Const对象  
当你把某个对象定义为const类型（在这里“对象”一词用的是它的广义语义，例如保存一个变量或者类对象的一段内存）之前，你需要确保程序不会再修改它。Const声明必须包括合适的初始化。代码清单A中包含有不同const对象的实例。  
  
Const指针  
如果把一个指针定义为const类型，那么程序就不能再让它指向一个新的地址。不过const指针所指向的对象仍可以修改，如代码清单B所示。  
  
Const成员函数  
一个类对象的状态由它的非静态数据成员组成。类中不需要修改对象状态的成员函数应该定义为const类型。你可以在类的成员函数的参数表后面加上关键字const来声明它为const函数。例如：  
  
class Person\{public:  
int getAge() const \{return age;\} //const成员函数  
private: int age;\};  
  
注意const成员函数是约束语法设计（the Design by Contract idiom）的一个重要的组成部分。Const成员函数确保了编程者承诺要实现的功能（如，保持对象的状态不变）由编译器强制实现。任何试图从内部修改const成员变量以及非const成员变量的举动都会导致编译时错误的产生：  
  
int Person::getAge() const\{  
return ++age; //编译时出错  
\}  
另外，const声明可以证明函数的行为。  
混合类型  
  
到目前为止，一切似乎都没有问题。然而，声明混合类型时麻烦不期而至。你能在下面的例子中分辨出x和y是哪一种类型么？  
  
const char \* x= “hello”;  
char const \* y= “world”;  
  
x和y的类型是一样的，即“指向const类型字符串的指针”——虽然const出现在x和y的位置上。关键字const可以出现在它声明的变量的类型名（字)的前面或者后面，这不会影响到声明的意义——这与下面例子中的关键字long和unsigned很相似：  
  
int long x;  
long int y;  
unsigned long l;  
long unsigned m;  
  
现在，让我们看看下面这个const声明：  
  
char \* const z= “world”;  
  
这里，z的类型是“指向非const类型字符串的const型指针”。编译器是如何知道变量z是const指针而x和y不是呢？  
  
\--------------------------------------------------------------------------------  
const指针和指向const变量的指针的区别是什么？  
通过检查关键字出现在const星号之前还是之后，你可以区分const指针和const变量。“\* const”声明一个const指针，与之相反，当const出现在星号之前，指针指向的对象是const类型的。   
\--------------------------------------------------------------------------------  
  
指向const对象的const指针  
你可以在单个声明中把const对象和const指针联在一起，即声明指向const对象的const指针。例如：  
  
  
const int n=10;  
const int \* const p= & n; // 指向const int对象的const指针  
  
因为p的声明中出现了“\* const”，所以p是const型指针。p指向一个const型的整数，因在它的声明中，关键字const出现在星号之前。在通过有固定地址的内存缓冲来访问ROM设备的情况下，指向const对象的const指针的用法就特别有用。  
  
现在，你也许正在想“我是不是可以在单个的声明语句中把三种const结构联在一起？”，答案是肯定的。在下面的例子中，我们定义一个返回一个指向const整数的const指针的const成员函数：  
  
  
  
class A\{  
//…  
const int \* const get\_scores(int id) const;  
\};

运算符const\_cast<>  
const\_cast<>运算符用来消除对象的const属性。不过，使用这个运算符还有几个限制，我们将简单的讨论这些限制。  
  
消除const属性  
尽管const\_cast<>可以消除一个对象的const属性，但这并不意味着你就可以修改该对象。考虑下面的例子：   
  
const char \* p= “hello world”;int main() \{  
char \* s = const\_cast (p); // 消除const属性  
strcpy(s, “danger!”); // 不可以，不明确的状态  
\}   
  
试图重写字符串s将会导致不明确的状态。其原因是const对象可能保存在系统的只读内存中。如果你强制去除一个对象的const属性可以把该对象当着非const对象使用（例如，把它传递给一个接受char \*类型参数的函数），但不能修改它。  
  
非const型到const型的转换  
绝大多数程序员不知道const\_cast<>也有相反的操作，也就是说，它可以把一个非const型的对象转换为const型对象。例如：  
  
  
char s\[\]= “fasten your seatbelt”;  
size=strlen(const\_cast (s));// 更明确  
  
但是你可以看到使用const\_cast<>h的机会很少，原因是C++在需要使用const型对象的环境下会自动执行非const型到const型的转换。因此，你不会真正需要这样使用const\_cast<>，除非你想验证你的代码。  
  
结论  
const在语法上的障碍常常使得编程者放弃使用它，这就削弱了编程质量和产生的代码的可读性以及可维护性。诚然，指向const对象的指针和const指针的区分不应该这么容易混淆——尤其是在处理混合类型时；不过，通过检查const限定词相对星号的位置可以消除上述的模糊性，并且，const成员函数很容易辨识（const出现在参数表后）。如果你对const感到头痛的话，相信通过本文，你会发现const的妙用。