const在c++中的作用

本文深入解析C++中const关键字的使用,包括修饰变量、指针、引用、成员函数及函数参数的不同场景,探讨其在代码安全性与效率上的重要作用。

作用

  1. 修饰变量,说明该变量不可以被改变。如果修饰全局变量,还表示内部链接(internal linkage)
  2. 修饰指针,分为指向常量的指针(pointer to const)和自身是常量的指针(常量指针,const pointer);
  3. 修饰引用,指向常量的引用(reference to const),用于形参类型,即避免了拷贝,又避免了函数对值的修改;
  4. 修饰成员函数,说明该成员函数内不能修改成员变量;

相关连接C++ const修饰函数、函数参数、函数返回值

// 类
class A
{
private:
    const int a;                // 常对象成员,只能在初始化列表赋值

public:
    // 构造函数
    A() : a(0) { };
    A(int x) : a(x) { };        // 初始化列表

    // const可用于对重载函数的区分
    int getValue();             // 普通成员函数
    int getValue() const;       // 常成员函数,不得修改类中的任何数据成员的值
};

void function()
{
    // 对象
    A b;                        // 普通对象,可以调用全部成员函数、更新常成员变量
    const A a;                  // 常对象,只能调用常成员函数
    const A *p = &a;            // 指针变量,指向常对象
    const A &q = a;             // 指向常对象的引用

    // 指针
    char greeting[] = "Hello";
    char* p1 = greeting;                // 指针变量,指向字符数组变量
    const char* p2 = greeting;          // 指针变量,指向字符数组常量(const 后面是 char,说明指向的字符(char)不可改变)
    char* const p3 = greeting;          // 自身是常量的指针,指向字符数组变量(const 后面是 p3,说明 p3 指针自身不可改变)
    const char* const p4 = greeting;    // 自身是常量的指针,指向字符数组常量
}

// 函数
void function1(const int Var);           // 传递过来的参数在函数内不可变
void function2(const char* Var);         // 参数指针所指内容为常量
void function3(char* const Var);         // 参数指针为常量
void function4(const int& Var);          // 引用参数在函数内为常量

// 函数返回值
const int function5();      // 返回一个常数
const int* function6();     // 返回一个指向常量的指针变量,使用:const int *p = function6();
int* const function7();     // 返回一个指向变量的常指针,使用:int* const p = function7();

避免返回值作为左值使用(*function6() = 123)
#include <iostream>  
using namespace std;  
  
class A {
private:
	int i;
public:
	A(){i=0;}
	int & get(){
		return i;
	}
};
 
void main(){
	A a;
	cout<<a.get()<<endl; //数据成员值为0
	a.get()=1; //尝试修改a对象的数据成员为1,而且是用函数调用表达式作为左值。
	cout<<a.get()<<endl; //数据成员真的被改为1了,返回指针的情况也可以修改成员i的值,所以为了安全起见最好在返回值加上const,使得函数调用表达式不能作为左值
}

特性

  • const对象不能调用该对象的非const函数(无法在不加const_cast的情况下把const指针赋值位非const指针)
obj - const; print-const
obj.print();  相当于print(&obj1);
即把当前的对象obj的this指针传递到print()函数。如果obj为const对象,
传递的是const this 指针,而print接受的是this指针。无法把const this 
指针转化为this指针,但反过来可以。
  • const对象必须列表初始化,static const的整型和枚举可以直接在头文件初始化
  • const 关键字不能与 static 关键字同时修饰函数,因为static 关键字修饰静态成员函数,静态成员函数不含有 this
    指针,不能实例化,而const 成员函数必须具体到某一实例;

const与宏常量的区别

  • const常量有数据类型,宏常量没有数据类型,所以没有类型的检查,是不安全的;
  • const可以进行调试,宏不可以调试,无法检查错误。

与constexpr的区别

  • constexpr必须在编译的时候就确定为常量,其类型必须是字面类型 (LiteralType)
int a = 5;
int  b[a];
  • const修饰的变量侧重于read-only,可以是编译时初始化(整型),可以是运行时初始化。
  • static const的整型和枚举可以直接在头文件初始化;static constexpr(默认inline)可以直接在头文件初始化;c++17中非static成员变量都可以直接在定义的时候初始化
<think>嗯,我现在要理解C++中的const关键字的作用和使用场景。首先,我记得constconstant的缩写,意思是不变的。在C++中,它用来声明常量,防止变量被修改。不过具体怎么用呢?我需要仔细想想。 比如,在变量声明的时候,用const可以定义一个常量,像const int a = 5;,这样a的值就不能改变了。那如果尝试修改a的话,编译器会报错对吧?不过可能还有其他用法,比如指针和const结合的情况。比如const int* ptr或者int* const ptr,这两种有什么区别呢?前者是指针指向的内容不可变,后者是指针本身不可变,不能指向其他地址。还有可能两者都const,比如const int* const ptr,这时候指针和内容都不能变。 然后,函数参数里使用const有什么作用呢?比如void func(const int x),这样x在函数内部不能被修改,可以防止意外修改参数的值。这对于传递大的对象时,加上const引用可以避免拷贝,同时保证不被修改,比如void func(const MyClass& obj)。 在成员函数后面加const,比如void getValue() const;,这样的函数不能修改类的成员变量,除非变量被声明为mutable。这样设计的话,可以在const对象上调用这些函数,保证对象的状态不被改变。 返回值的const修饰,比如const int func();,这可能让返回值不能被修改。不过对于内置类型来说,可能用处不大,但对于返回指针或引用时,可以防止返回的内容被修改,保护数据。 还有类中的const成员变量,必须在构造函数的初始化列表中初始化,因为它们不能在函数体内赋值。比如class A { const int num; public: A(int n) : num(n) {} };,这样num在对象生命周期内都是常量。 constexprconst的区别是什么?constexprC++11引入,用于编译时常量,必须在编译时确定值。而const可以是运行时的常量。比如constexpr int x = 5;,而const int y = some_function();,后者可能在运行时初始化。 另外,在模板元编程中,constexpr可能有更多用处,比如在编译时计算。而const更多用于运行时的常量。 可能的应用场景包括:定义不可变的配置参数,保护函数参数不被修改,设计接口时明确哪些函数不改变对象状态,提高代码的安全性和可读性。 不过,有些细节可能还需要验证,比如指针和const的结合,是否容易混淆。需要例子来帮助理解。比如: const int* p; // 指向常量的指针,不能通过p修改指向的值 int* const p = &a; // 常量指针,p不能指向其他地址 const int* const p = &a; // 指向常量的常量指针,两者都不能改 另外,函数参数传递时,使用const引用可以避免不必要的复制,特别是对于大的结构体或类对象,提高效率,同时防止修改。 在类的成员函数中使用const,可以让这些函数被const对象调用,比如: class MyClass { public: void nonConstFunc() { /* 修改成员变量 */ } void constFunc() const { /* 不能修改成员变量 */ } }; const MyClass obj; obj.constFunc(); // 正确 obj.nonConstFunc(); // 编译错误 这样设计可以让接口更清晰,使用者知道哪些函数会修改对象状态,哪些不会。 还有,const在类型检查中的作用,比如重载函数时,可以根据是否为const成员函数进行重载。这可能在某些情况下有用,比如提供const和非const版本的访问函数。 总结起来,const的主要功能是定义常量、保护数据不被修改、明确函数的行为,以及优化代码。使用场景包括变量声明、函数参数、成员函数、返回值等地方,提高代码的健壮性和可维护性。</think>### C++中`const`关键字的功能与使用场景详解 #### 一、基础功能 1. **定义常量** 用于声明不可修改的变量,例如: ```cpp const int MAX_VALUE = 100; // 编译时常量 const double PI = 3.1415; // 运行时初始化(若非常量表达式) ``` 若尝试修改`MAX_VALUE`,编译器会报错[^2]。 2. **指针与`const`的结合** - **指向常量的指针**:指针指向的内容不可变 ```cpp const int* ptr = &a; // 不能通过ptr修改a的值 ``` - **常量指针**:指针本身不可变 ```cpp int* const ptr = &a; // ptr不能指向其他地址 ``` - **双重`const`**:指针和内容均不可变 ```cpp const int* const ptr = &a; ``` #### 二、函数相关场景 1. **保护函数参数** - 防止参数被意外修改: ```cpp void printValue(const int x) { /* x不可修改 */ } ``` - 传递大型对象时避免拷贝(使用`const`引用): ```cpp void processObject(const MyClass& obj) { /* 安全高效 */ } ``` 2. **`const`成员函数** 声明不修改对象状态的成员函数: ```cpp class MyClass { public: int getValue() const { return value; } // 不会修改成员变量 private: int value; }; ``` `const`对象只能调用此类函数[^3]。 3. **`const`返回值** 防止返回值被修改: ```cpp const int* getPointer() { return &value; } // 返回的指针内容不可变 ``` #### 三、类与对象 1. **`const`成员变量** 必须在构造函数初始化列表中初始化: ```cpp class Circle { public: Circle(double r) : radius(r) {} // const变量必须在此初始化 private: const double radius; }; ``` 2. **`const`对象** `const`对象只能调用`const`成员函数: ```cpp const MyClass obj; obj.getValue(); // 合法 obj.modify(); // 编译错误(除非modify是const函数) ``` #### 四、与`constexpr`的区别 | 特性 | `const` | `constexpr` | |--------------|----------------------------|---------------------------| | 初始化时机 | 运行时常量或编译时常量 | 必须为编译时常量 | | 适用场景 | 变量、函数参数、成员函数等 | 编译时计算、模板元编程等 | | 示例 | `const int x = func();` | `constexpr int x = 5;` | #### 五、典型应用场景 1. **接口设计** 使用`const`引用传递参数,明确函数不修改输入: ```cpp void logData(const std::string& message); // 高效且安全 ``` 2. **线程安全** `const`成员函数通常被认为是线程安全的,因为不修改对象状态。 3. **配置参数** 定义全局常量作为程序配置: ```cpp const std::string DEFAULT_CONFIG_PATH = "/etc/app.conf"; ``` 4. **返回值保护** 返回`const`指针/引用防止外部修改内部数据: ```cpp const std::vector<int>& getReadOnlyData() { return data; } ```
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值