【C++】const限定符

【C++】const限定符(未完结)

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简介

本文介绍了const的用法(目前未完，之后会更新)
！！！本文的源码均来自于《C++ Primer》第五版！！！（可能会稍作修改）

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1. const的使用

const限定符：被const修饰的变量将无法通过任何渠道被赋值

const int i = 512;	// 初始化一个const修饰的变量
i = 256;			// 不合法，const修饰的变量无法被赋值

const初始化：const修饰的变量必须被初始化，我们不能仅声明但不定义一个const修饰的变量

const int j = 42;	// 合法
const int k;		// 不合法

const的有效范围：被const修饰的变量仅在本文件内有效，如果在其他文件中定义同名的const变量，那么两个const修饰变量将被视为不同的变量

• extern修饰：利用extern关键字，给与const修饰变量外部链接(External Linkage)属性，这样就可以让const的有效范围在多文件生效

1.1 const修饰引用

const引用：经过const修饰后，我们无法通过该引用来更改其绑定的对象的值（小坑：引用本身不能更改其“绑定的对象”，但是能更改“绑定的对象的值”，经过const修饰后的引用，既不能更改“绑定的对象”，也不能更改“绑定的对象的值”

• 普通引用绑定同类const对象：不合法
• const引用绑定同类const对象：无法通过引用更改对象的值，也无法通过对象更改值
• const引用绑定同类普通对象：无法通过引用更改对象的值，但可以通过对象更改值

int i = 42;
const int& r1 = i;	
i = 24;				// 更改对象值为24

std::cout << i << std::endl;	// 输出“24”
std::cout << r1 << std::endl;	// 输出“24”

• const引用绑定不同类普通对象：编译上通过，但实际上这样的引用没有存在意义。原因如下
• 1. 假设我们有如下代码

double dval = 3.14;
const int &ri = dval;

• 2. 因为是double类型而不是int类型，实际上在编译时，代码是类似这样的

double dval = 3.14;
const int temp = dval;	// 将dval转换未const的int类型
const int &ri = temp;	// 让引用绑定temp

• 3. 这样明显可以看出，ri实际上绑定到了一个临时变量上，这意味着我们更改dval并不会影响到ri。下面的代码是简单的例子

double dval = 3.14;
const int &ri = dval;
dval = 5.5;

std::cout << dval << std::endl;	// 输出"5.5"
std::cout << ri << std::endl;	// 输出"3"

1.2 const修饰指针

指向常量的指针(pointer to const)：一个指向常量的指针无法更改指向对象的值，但可以更改指向的对象

const double i = 3.14;
double *p = &i;			// 错误：无法让普通指针指向常量
const double *p2 = &i;	// 正确：指向常量的指针
*p2 = 5.5;				// 错误：无法更改指向对象的值

const double j = 5.5;
p2 = &j;				//正确：更改指向的对象

• 这里要小心，不能被名字所误导，“指向常量的指针”实际上是可以指向非常量对象的，但是任然无法通过指针修改对象的值

double i = 3.14;
const double *p2 = &i;	// 正确：指向非常量
*p2 = 5.5;				// 错误：无法更改指向对象的值

常量指针(const pointer)：常量指针可以更改指向对象的值，但无法更改指向对象（有点像普通的引用）

int errNumb = 0;
int *const curErr = &errNumb;	//常量指针指向普通对象

指向常量的常量指针(const pointer to const)：不可更改指向的对象，也不可更改指向对象的值

const double pi = 3.14;
const double *const pip = π
pi = nullptr;	// 错误：不能更改指向的对象
*pi = 4.123;	// 错误：不能更改指向对象的值

2. 顶层const与底层const

顶层const(top-level const)：修饰对象本身，常见情况如下

• const修饰普通变量
• const修饰指针本身(常量指针)

底层const(low-level const)：修饰指针指向的对象，常见情况如下

• const修饰指针指向的对象(指向常量的指针)

顶层底层并存：常见情况如下

• 指向常量的常量指针

3. constexpr的使用

constexpr(常量表达式)：“值不会改变并且在编译过程就能得到计算结果的表达式”。(摘自《C++ Primer》第五版)

const int max_files = 20;
const in limit = max_files + 1;	// 合法，可以在编译过程就计算出结果

constexpr声明限制：声明constexpr必须保证其类型为“字面值类型”

• 字面值类型(literal type)：算数类型，引用，指针等。（自定义类，IO库，string等都不属于字面值类型）

constexpr修饰指针：在修饰指针时，constexpr仅对指针本身有效，对指向内容无效。也就是说仅是顶层const

const int *p = nullptr;
constexpr int *q = nullptr;

p = nullptr;	// 正确
q = nullptr;	// 错误

4. const修饰类成员函数

const修饰成员函数参数：在函数内无法修改参数的值，只能读取
const修饰成员函数本身：在该函数内无法更改this的成员变量，只能读取

• 可变数据成员(mutable data member)：被mutable修饰的成员变量，即便函数被使用const修饰，在该函数内仍然能修改mutable成员变量