const指针引出来的一个考题

原创已于 2024-05-23 15:40:56 修改 · 606 阅读

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于 2024-05-23 15:36:14 首次发布

引子：

关于const指针、const引用、以及const形参和const实参的内容，《C++primer》书中有介绍，并且有举例还有习题，但都是以简单类型举例，const对象的指针、const对象的引用、const对象的形参，const对象的实参的例子基本没有。虽然说可以举一反三，但对大部分人来说还是很难理解。下面从一个考题中抽出一段代码，通过分析促进大家理解相关内容。

迷雾重重：

分析下面代码，查找代码错误原因。

struct CDog
{
    int m_age;
    CDog(int ia):m_age(ia){}
    void ShowAge(){
        cout << m_age << "," << endl; 
    }
};
void UseObj(const CDog* pData)
{    
    pData->m_age = 20; //位置1、编译错误
    pData->ShowAge();  //位置2、编译错误
}
int main()
{
    CDog* oData = new CDog(9);
    UseObj(oData);
    cout << oData->m_age;
    delete oData;
    return 0;
}

上面代码有2处错误：

1）pData->m_age = 20;的错误

这处错误的原因好理解，常对象指针（指向的常量对象的指针）指向值是不能修改的。

2) pData->ShowAge(); 这里编译也出错？什么原因呢？

抽丝剥茧：

难道是void UseObj(const CDog* pData)函数中const的原因，尝试修改main函数如下：

int main()
{
//    CDog* oData = new CDog(9); 修改为：
    const CDog* oData = new CDog(9);
    ...
}

编译仍然报错，为什么呢？还是看看VS2017下的错误提示吧：

error C2662: “void CDog::ShowAge(void)”: 不能将“this”指针从“const CDog”转换为“CDog &”

先复习一下this指针的概念（百度百科）：this作用域是在类内部，当在类的非静态成员函数中访问类的非静态成员的时候，编译器会自动将对象本身的地址作为一个隐含参数传递给函数。也就是说，即使你没有写上this指针，编译器在编译的时候也是加上this指针的，它作为非静态成员函数的隐含形参，对各成员的访问均通过this进行。

仔细理解上面这句话，结合我们的例子，可以把我们的成员函数改写一下，这样就好理解了。

成员函数表面上的形式	成员函数实际的形式
void CDog::ShowAge()	void ShowAge(CDog this*)

这样就可以理解上面代码的编译错误提示了。

凶手浮现：

上面代码编译错误原因：成员函数ShowAge中定义的this指针类型是CDog，同时由于函数

void UseObj(const CDog* pData)定义的形参带const的原因，将实参从CDog指针类型转为了const CDog指针类型，那么它对应的对象的this指针类型也变成了const CDog类型。这样对于成员函数ShowAge(CDog *this)而言，需要将const CDog转为CDog，转换失败，导致错误。

解决办法：

1、将void UseObj(const CDog* pData)改为void UseObj(CDog* pData)，这并不是这个考题真正要考察的内容。

2、将CDog类中 void ShowAge()的定义改为void ShowAge() const{ ... }，这才是出题者真正想要的答案。如下面代码：

//  void ShowAge() {  修改为
    void ShowAge() const {
        cout << m_age << "," << endl; 
    }

这里的const也是C++面试经常问道的，我们都知道常成员函数内部不能修改此类的成员变量的值，至于为什么，很多人不清楚，但当看到如下形式的常成员函数时：void ShowAge(const CDog *this)，我们就可以理解为什么了，这才是常成员函数中const真正的位置。

风云再起：

同样是上面的代码，我们将裸指针改为智能指针。

struct CDog
{
    int m_age;
    CDog(int ia):m_age(ia){}
    void ShowAge() {
        cout << m_age << "," << endl; 
    }
};
void UseObj(const shared_ptr<CDog> pData)
{    
   pData->ShowAge();  //编译不报错，为什么？？？
}
int main()
{   
	shared_ptr<CDog> oData(new CDog(9));
    UseObj(oData);
	cout << oData->m_age;
    return 0;
}

我们编译、运行此代码。发现这个例子中pData->ShowAge()这句并不报错，程序运行正常，为什么？