C++中const关键字的作用详解

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前言

C++ 中的 const 关键字用于定义“常量性”，即标识某个实体不可被修改。它的作用广泛，可以增强代码的安全性、可读性和优化潜力。以下是 const 的主要用法及示例：

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一、定义常量变量

• 声明变量为常量，初始化后不可修改。

const int MAX_SIZE = 100;
// MAX_SIZE = 200;  // 错误！不可修改

二、指针与 const 结合

• 指向常量的指针：指针指向的值不可变，但指针本身可以指向其他地址。

const int* ptr = &a;  // 或 int const* ptr = &a;
// *ptr = 10;        // 错误！不能通过 ptr 修改 a 的值
ptr = &b;            // 合法，指针可以指向新地址

• 常量指针：指针本身不可变，但指向的值可以修改。

int* const ptr = &a;
*ptr = 10;          // 合法，修改 a 的值
// ptr = &b;        // 错误！指针地址不可变

• 指向常量的常量指针：指针和指向的值均不可变。

const int* const ptr = &a;
// *ptr = 10;       // 错误
// ptr = &b;        // 错误

三、函数参数中的 const

• 防止函数内部修改参数，尤其是引用或指针参

void print(const std::string& str) {
    // str[0] = 'A';  // 错误！str 是常量引用
    std::cout << str;
}

• 传递大型对象时，使用 const 引用 避免拷贝，同时保证安全。

四、成员函数的 const 修饰

• 成员函数声明为 const，表示其不会修改对象状态（除非成员用 mutable 修饰）。

class MyClass {
    int value;
public:
    int getValue() const { 
        // value = 10;  // 错误！const 函数不能修改成员变量
        return value; 
    }
};

• const 对象 只能调用 const 成员函数。

五、类中的 const 成员变量

• 必须在构造函数初始化列表中初始化。

class Circle {
    const double PI = 3.14159;  // C++11 起支持类内初始化
public:
    Circle() : PI(3.14159) {}   // 传统方式（若未类内初始化）
};

六、返回值为 const

• 防止返回值被意外修改。

const int* getData() {
    static int data = 42;
    return &data;  // 返回指向常量的指针
}
// 调用时：*getData() = 10;  // 错误！

七、const 与对象

• const 对象 只能调用 const 成员函数。

const MyClass obj;
obj.getValue();   // 合法（getValue 是 const 函数）
// obj.modify();  // 错误！

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总结

const 的作用：

• 安全性：防止意外修改数据
• 清晰性：明确代码意图，如参数不可变、函数不修改对象状态等。
• 优化：编译器可能利用 const 进行优化（如将常量放入只读内存）。

合理使用 const 是编写健壮、可维护 C++ 代码的关键习惯。