C++ const修饰成员函数以及对象【本质上修饰的是this指针】

目录

预备知识了解【this指针是一个常量指针】 

C++ 中的 const 关键字

1. 常成员函数（const 成员函数）

2. 常对象（const 对象）

总结

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在 C++ 中，const 修饰成员函数或对象时，本质上是修饰 this 指针，使其指向 const 对象，进而保证成员函数不能修改成员变量（除 mutable 变量外）。在这个过程中this指针的变化情况：从常量指针变为指向常量的常量指针。 

预备知识了解【this指针是一个常量指针】 

#include<iostream>

class Person{
    public:
    int m_A; // 成员变量 
    // this 指针指向当前调用该成员函数的对象【this指针的本质：this指针是一个常量指针，指针的指向不能修改，指针指向的内容可以修改】
    void showPerson() {
        this->m_A = 100;
        std::cout<<"this指针指向的地址:"<<this<<std::endl;
    }
};


int main(){
    Person p1;
    p1.showPerson(); 
    std::cout<<"p1 对象的地址:"<<&p1<<std::endl;
    return 0;
}
//输出：
// this指针指向的地址:0x61fe4c
// p1 对象的地址:0x61fe4c

this 指针的本质:Person* const this;常量指针【指针的指向不能修改，指针指向的内容可以修改。
如果我现在让this指向的内容也不可以被修改，我对上面的常量指针做一点小修改，修改为: const Person* const this; 指向常量的常量指针。

根据上面的理解，就可以将代码中成员函数部分修改为下面的形式。成员函数名称后面加了一个const，这个const其实就是const Person* const this; 的第一个const，如下所示：

void showPerson() const{
        std::cout<<"成员变量 m_A 的值:"<<m_A<<std::endl;
    }

 修改后的整体代码如下：

#include<iostream>

class Person{
    public:
    int m_A=10; // 成员变量 
    void showPerson() const{
        std::cout<<"成员变量 m_A 的值:"<<m_A<<std::endl;
        // m_A=100; // ❌ 企图修改 this 指针指向的内容
        // this->m_A=100; // ❌ 与上一行代码本质一致
    }
};

int main(){
    Person p1;
    p1.showPerson(); 
    return 0;
}

// 输出：
// 成员变量 m_A 的值:10

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C++ 中的 const 关键字

1. 常成员函数（const 成员函数）

• 在成员函数后加 const，该函数称为常函数（const 成员函数）。
• 常函数内不能修改成员变量（mutable 修饰的变量除外）。
• 作用：保证成员函数不会修改对象状态，提高代码安全性。

✅ 示例

class Example {
private:
    int value;
    mutable int cache; // `mutable` 变量可以在 `const` 函数中修改

public:
    Example(int v) : value(v), cache(0) {}

    void setValue(int v) { value = v; } // 普通成员函数，可修改成员变量

    int getValue() const { return value; } // ✅ `const` 成员函数，不修改成员变量

    void updateCache() const { cache = value * 2; } // ✅ `mutable` 变量可修改
};

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2. 常对象（const 对象）

• 在对象前加 const，则该对象为常对象，不能修改成员变量。
• 常对象只能调用 const 成员函数（即不会修改对象状态的函数）。

✅ 示例

int main() {
    const Example obj(10); // `obj` 是常对象
    std::cout << obj.getValue() << std::endl; // ✅ 允许调用 `const` 成员函数
    obj.updateCache(); // ✅ `mutable` 变量可修改
    // obj.setValue(20); // ❌ 错误：不能调用非 `const` 成员函数
    return 0;
}

const Example obj; 的 本质：
obj 被修饰为 const，那么 obj 内部的 this 也变成了 const Example*，
这样 obj 只能调用 const 成员函数，否则编译会报错。 

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总结

概念	定义	规则
常成员函数	在成员函数后加 const	不能修改成员变量（mutable 变量除外）
常对象	在对象前加 const	只能调用 const 成员函数

✔ const 修饰成员函数时，本质上是修饰 this 指针，使 this 从 类名* const this;变为 const 类名* const this;，禁止修改成员变量（除 mutable 变量外）。
✔ const 修饰对象时，本质上是让对象内的 this 指针从 类名* const this;变为 const 类名* const this;，从而只能调用 const 成员函数。
✔ mutable 变量可以绕过 const 约束，在 const 成员函数中仍然可以修改。