c++中的const成员函数

本文详细介绍了C++中const成员函数的概念与使用方法。解释了如何通过const成员函数保证对象的状态不变,并提供了具体的代码示例说明其工作原理。

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 const成员函数就是在正常的成员函数后面加上了const,这样的目的就是告诉编译器在这个函数中不能修改类中的成员变量,这是通过改变隐含的this形参的类型,使之指向一个只读的对象来完成的。

当然,要注意的是,是在本函数内部无法修改类中的成员变量,不是针对整个类或者其他函数的。

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
class f{
 private :
 string s;
 public:
 f(string s)
 {
  this->s=s;
 }
 void xiugai(string ss)
 {
  this->s=ss;
 }
 void noxiugai() const
 {
  
  cout<<this->s;
 }
};
int main()
{
 string s="hello";
 f f(s);
 f.noxiugai(); 
 string ss="world";
 f.xiugai(ss);
 f.noxiugai();
 return 0; 
}

这个函数的运行结果就是:

helloworld,从这个结果可以看出,这个对象是通过xiugai()函数将这个成员变量修改了。但是如果你在这个const函数中修改的话,会报错。

2.还有一点就是定义一个const的对象会不会也能达到这个不能修改成员变量的效果呐,其实,不是的,因为这样的对象只能调用const成员函数,其他的函数是无法调用的,即使在这个函数中没有修改成员变量,在调用时也会报错。

3.const成员函数在类外声明时也需要写上const:

如下:

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
class f{
 private :
 string s;
 public:
 f(string s)
 {
  this->s=s;
 }
 void xiugai(string ss)
 {
  this->s=ss;
 }
 void noxiugai() const;
};
void f::noxiugai() const
{
 cout<<this->s;
}
int main()
{
 string s="hello";
 const f f(s);
 f.noxiugai(); 
 string ss="world";
 f.xiugai(ss);
 f.noxiugai();
 return 0; 
}

这个类于上面的类一样。

以上只是我本人的理解,如果理解有误,请各位不吝赐教!




<think>好的,我现在需要帮助用户理解C++const成员函数的使用场景和规则。首先,我得回忆一下const成员函数的基本概念。const成员函数是指在函数声明后加上const关键字的成员函数,这样的函数不能修改类的成员变量,除了被声明为mutable的成员。 接下来,用户可能想知道为什么需要使用const成员函数。我记得这主要是为了保证对象的不可变性,尤其是在常量对象或通过常量引用/指针访问对象时,只能调用const成员函数。这样可以增强代码的安全性和可维护性,防止意外修改对象状态。 然后,使用场景方面,可能包括:常量对象调用、作为常量引用参数时的使用、在STL容器中的应用,比如const迭代器访问元素等。需要举一些具体的例子,比如在打印对象内容时,使用const成员函数确保不会修改对象。 规则方面,有几个关键点:const成员函数不能修改普通成员变量,只能调用其他const成员函数,除非使用mutable修饰的变量。此外,如果在const成员函数中需要调用非const成员函数,通常是不允许的,除非通过强制类型转换去除const属性,但这样做可能破坏const的语义,不是推荐的做法。还有重载的情况,即可以同时存在const和非const版本的成员函数,编译器会根据对象的常量性选择合适的版本。 需要注意的是,mutable关键字的使用场景,比如用于互斥锁或者缓存等,这些情况下即使是在const成员函数中也可以修改这些变量,因为它们不影响对象的外部可见状态。 另外,用户提供的引用资料中提到了一些要点,比如const成员函数与智能指针、STL容器的结合使用,以及mutable的应用示例。需要将这些内容整合到回答中,确保引用正确。 可能还需要解释const成员函数在函数重载中的行为,以及如何正确地在const和非const成员函数之间选择,避免常见的错误,比如在const函数中意外修改成员变量。 最后,用户可能需要了解何时应该将成员函数声明为const,最佳实践是什么,以及如何利用const成员函数提高代码的健壮性。比如,对于不修改对象状态的成员函数,都应该声明为const,以便在更多上下文中安全使用。 需要检查是否有遗漏的重要点,比如构造函数和析构函数不能是const,以及const成员函数返回引用时的注意事项,比如返回const引用以防止修改。 总结下来,回答的结构应该是先介绍const成员函数的基本概念,然后详细说明使用场景,接着列出使用规则,最后结合引用资料中的例子和注意事项进行补充,确保内容全面且符合用户需求。</think>### C++ const 成员函数的使用场景与规则 #### 1. **基本概念** const 成员函数通过在成员函数声明后添加 `const` 关键字定义,例如: ```cpp class MyClass { public: void print() const; // const 成员函数 }; ``` 其核心特性是**承诺不修改对象状态**(除非成员变量被声明为 `mutable`)[^3]。 --- #### 2. **使用场景** - **常量对象调用** 常量对象(如 `const MyClass obj;`)只能调用 const 成员函数,否则会导致编译错误。 ```cpp const MyClass obj; obj.print(); // 正确:调用 const 成员函数 obj.modify(); // 错误:若 modify() 是非 const 成员函数 ``` - **作为常量引用或指针参数** 当对象通过 `const&` 或 `const*` 传递时,只能调用 const 成员函数: ```cpp void func(const MyClass& obj) { obj.print(); // 允许调用 const 成员函数 } ``` - **STL 容器与算法** const 成员函数常用于 STL 容器的 `const_iterator` 或 `operator[] const`,例如 `std::vector::size() const`[^1]。 - **线程安全与状态隔离** 结合 `mutable` 成员(如互斥锁),在 const 成员函数中实现线程安全操作: ```cpp class ThreadsafeCounter { mutable std::mutex m; // mutable 成员 int data = 0; public: int get() const { std::lock_guard<std::mutex> lk(m); // 允许在 const 函数中修改 m return data; } }; ```[^4] --- #### 3. **核心规则** - **不可修改普通成员变量** const 成员函数不能修改非 `mutable` 成员变量: ```cpp class MyClass { int x; mutable int y; public: void modify() const { x = 10; // 错误:修改非 mutable 成员 y = 20; // 正确:y 是 mutable } }; ``` - **只能调用其他 const 成员函数** 在 const 成员函数内部,不能调用非 const 成员函数: ```cpp class MyClass { public: void nonConstFunc() {} void constFunc() const { nonConstFunc(); // 错误:const 函数调用非 const 函数 } }; ``` - **允许重载 const 与非 const 版本** 同一成员函数可以同时提供 const 和非 const 版本,编译器根据对象的常量性选择: ```cpp class MyClass { public: int& get() { /* 修改版本 */ } const int& get() const { /* 只读版本 */ } }; ``` - **强制调用非 const 函数的风险** 若必须调用非 const 函数,可通过 `const_cast` 移除常量性(需谨慎): ```cpp void constFunc() const { const_cast<MyClass*>(this)->nonConstFunc(); // 破坏 const 语义,不推荐 } ```[^2] --- #### 4. **最佳实践** 1. **对只读操作声明为 const** 所有不修改对象状态的成员函数(如 `getter`、`size()`、`empty()`)应声明为 const。 2. **优先使用 const 引用传递对象** 减少拷贝开销并明确函数不会修改对象。 3. **用 `mutable` 隔离可变状态** 仅对不影响对象外部可见状态的成员(如缓存、互斥锁)使用 `mutable`。 ---
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