const在C++中的应用与理解-优快云博客

const的最初动机是用于取代预处理器#defines来进行值替代，从此以后，它被用在指针、函数变量、返回类型、类对象以及成员函数上。

一、值替代

当我们使用C语言进行程序设计的时候，预处理器可以不受限制地建立宏来进行值的替代。因为预处理器只进行文本的替换，不会进行类型检查，所以可能会出现一些问题。这些问题在C++中可以得到避免。所以我们应该更多地使用const来替代#define，例如：

#define BUFSIZE 100

BUFSIZE是一个名字，只存在于预处理期间，不占用储存空间并且可以放在一个头文件中，目的是为了所以的编译单元提供一个值。但是在大多数情况下，BUFSIZE工作方式和普通的变量一样，但是没有类型信息，这就容易隐藏错误，应该尽量被完全替代为：

const int bufsize = 100;

使用const的时候应该注意：const只有在const定义的文件之中才是可见的，并且定义一个const的时候，必须立即赋值给它，除非使用extern作出清楚的解释。例如：

extern const int bufsize;

这是因为，在通常情况下，编译器并不为const创建存储空间，相反，编译器把const定义存储在符号表中，但是extern强制进行了存储空间的分配（除了使用extern关键字强制进行内存分配，还可以取一个const的地址来进行强制内存分配），extern意味着外部链接（如果不使用extern关键字，const默认是内部链接的，这一点在上文中提到，也就是只有在const被定义过的文件里const才是可见的），而外部链接必须分配存储空间，这样几个不同的编译单元才能够引用他。

需要注意的是const用于数组元素的时候，是一定会分配内存的。但是不能在编译期间使用const数组里面的值，因为编译器在编译期间并不知道存储的内容。例如：

const int i[]={1,2,3,4};
//float f[i[3]];//会报错
struct S{ int i,int j;};
const S s[]= {{1,2}.{3,4}};
//double d[s[1].j];//会报错
int main(){}

并且，const关键字会比#define更加安全。const关键字初始化一个变量以后，将会知道运行期间产生的值在变量的生命周期不会改变。如果试图改变，编译器将会给出错误信息。

例如，上图中没有进行const变量初始化，以及试图改变const变量的值，编译器都会进行报错。

二、指针

在有关指针的内容，我们需要着重区分const修饰指针正指向的对象（指向const的指针，Pointer to const），或者const修饰在指针里存储的地址（const指针，const pointer）。

首先是指向const的指针，指向const的指针的特征是，const在指针符号*前面，也就是说不论是const int * 还是int const * ，都表示的是指向const的指针。

const int *a;
int const* b;

例如，无法通过const指针改变值，也无法用普通指针指向const的对象（因为这会造成风险，const对象默认是不可以改变的）

其次是const指针，使指针本身是一个const指针，const表明的部分必须放在*的右边。

int d=1;
int *const w =&d;

编译器要求给const指针一个初始值，这个值在指针生命期间内不会改变，然而要改变它所指向的值是可以的。例如，使用const指针指向v1以后，就无非再把这个指针重新指向v2（这在普通指针是当然可以的），但是我们可以通过这个const指针改变指针指向的值，同时，由于这是一个const类型的指针，并不能指向const对象，所以尝试把const类型指针指向const对象也是非法的。

同时，还有指向const对象的const指针，同时兼具两种特性。

可以看出，我们既不能改变pv1指向的对象，又不能改变pv1指向的值。

又例如，我们不能把普通的指针p1指向const对象f1，也不能把const类型的指针p2指向const对象f1，只有指向const的指针p3可以指向f1，对于普通变量f2，我们可以使用const类型指针，指向const的指针，又或者是普通指针指向f2。

值得一提的是，可以通过强制类型转换来强制让普通类型的指针指向const，但是这违背了const的安全性，所以这里不表。

三、函数

用const修饰按值传递的对象，意味着传递的参数在函数里无法修改。如果按常量返回一个对象的值，它意味着返回值无法被修改，如果传递并返回地址，const保证这个地址的内容不会被改变。

void f1(const int i)
{
//i++;//报错，无法修改
}

对于按值传递的返回类型，const是没有意义的。

int f3(){return 1}
const int f4(){return 1;}
int main(){
    const int j = f3();
    int k = f4();
}

例如，上面传递const的函数u（）内部，试图改变const类型的变量的值，是非法的；试图把普通类型的指针指向const类型的指针cip，也是非法的；

右侧t(cip）试图把指向const的指针赋给普通类型的指针，是非法的，因为这可能威胁指向const类型指针的安全性。

在接受返回值的时候，如果是const类型的返回值，需要用指向const的指针。

对于函数w（），返回一个指向const的const类型的指针，需要用const类型的指针来接受，同时，也不能改变函数的值。

值得一提的是，编译器自动把临时量作为const类型。

int f1(int &a){return a;}
int f2(int a){return a;}
f1(f2(0));//非法

例如，，编译器使用一个临时对象来保存f2(0)的值，来使他可以传递给f1(),如果f1（）的参数是按值传递的，就能很不会报错。但是f1（）的参数是按照引用传递的，这意味着它取临时变量的地址，又因为f1()的值不是按照const来传递的，意味着可以对传递的值进行修改，但是对于临时量，一旦离开这个表达式，临时量将会被销毁，所以更改将会没有意义，对于const类型的临时量，如果不按照const来传递，就会报错。

因此，临时变量按照引用传递给一个函数，这个函数的参数必须是const引用。

在传递一个参数的时候，我们应该首先选择引用传递，而且是const引用。按照const引用传递意味着函数不会改变地址所指向的内容，效果上和按值传递一样。而且，把一个临时对象传递给接受const引用的函数是可能的。但是不能把一个临时对象传递给一个指针引用的函数，对于指针，必须明确地接受地址。

也就是说：一个总是const类型的临时变量，他的地址可以传递给一个参数是const引用的函数。

class X{};
X f() {return X();}
void g1(X&);
void g2(const X&);
int main()
{
    g1(f());//报错
    g2(f());//OK
}

四、类

首先介绍static关键字，static关键字意味着“不管类的对象被创建多少次，都只有一个实例”，必须被初始化在类外，不使用static关键字，加上类名。

例如：

作为区别，const常量的成员变量不能修改，必须在构造函数的初始化列表中初始化。

另外，const还可以用来修饰成员函数和对象。const类型的对象保证对象的数据成员在声明周期内不会改变，如果声明一个成员函数为const，等于告诉编译器这个成员函数可以被const对象调用，一个没有声明为const的成员函数将会被看做将要修改对象中的数据成员的函数。所以编译器不允许被const对象调用。