const、 volatile 和mutable

const, volatile 和 mutable是C/C++中的三种类型限制付。三者具有不同的优点，不同的用途。

下面就三者在不同方面的应用进行一个总结。

一、const：在最初的C语言中const用来修饰变量和指针以及函数参数，但在C++中const的用途进一步被拓展。const更确切的解释应该是read only。

1const 修饰变量：

一般有两种写法：const type var; type const var;两者的意义相同。

但对于指针类型变量const有三种不同的意义：

const type *pvar;/ int const * pvar; 指向常量的指针。

type * const pvar;指针常量，pvar是不可改变的。

const type * constpvar; 指针和其指向的内容均不可改变。

2const 修饰函数参数

const修饰函数参数一般表示函数体中不能修改函数参数的值。

void func(consttype var); // 无意义，const对值传递没有意义；

void func(type *const pvar);//无意义，函数参数为指针常量，是对指针的值传递，因此也没有意义。

void func(consttype *pvar); // 可以，指针所指内容不能改变

void func(consttype & rvar);// 可以，引用参数内容不能改变

3const修饰类对象/对象指针/对象引用

const修饰类对象/对象指针/对象引用，表示类中的任何内容都不能改变。且被const修饰的对象不能调用类中的非const函数。

4const修饰成员数据

类的const成员数据不能在类中进行初始化，必须利用初始化列表进行初始化，不同类的const数据成员可以不同。如果必须要在类中初始化数组时，可以利用enum类型变量。如：

 

class example
{
	public:
	example() {}
	~example(){}
	private:
	enum{size_a = 100, size_b =200}; //此时不能用const int size_a 
//= 100 和 const int size_b =200 代替
	int arr_a[size_a];
	int arr_b[size_b];
};

 

 

5const 修饰成员函数的返回值

1)   这种情况一般只会发生在运算符重载中，在一般的成员函数很少会用到，因为这样做了之后会规定返回的对象属性为const，那么该对象就只能调用类中的公共的数据成员和const函数。

2)   返回const type *指针，表示指针指向的内容不能被改变，且该返回值只能赋给const type*的指针。

3)   返回const type &引用，这种情况比较少见。返回值采用引用传递的情况一般只出现赋值函数中，目的为了实现链式表达式。

n  const和define的区别

1). 编译器处理方式不同

      define是在预处理阶段展开

      const是在编译阶段进行处理

2). 类型和安全检查不同

      define没有类型和安全检查

      const具有类型和安全检查

3). 存储方式不同

      define定义的宏变量在内存中有若干个拷贝，在预编译阶段执行宏展开（直接的替换）。

      const定的变量在内存中只有一份拷贝（因为它是全局的只读变量，存储在静态区）。

二、volatile关键字

volatile本意是“易变的”，其是一种类型修饰符，用它声明的变量表示可以被某些编译器位置的因素改变，比如操作系统，硬件，或其它线程等。遇到这个关键字声明的变量，编译器不会对访问该变量的代码进行优化，从而提供对特定地址的稳定访问。

volatile应用的例子：

1). 并行设备的硬件寄存器（如状态寄存器）

2). 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量（全局变量和静态变量）

3).多线程应用中被多个任务共享的变量

更进步的有关volatile的问题：

1).一个参数既可以是const有可以是volatile吗？为什么？

可以，举个例子：状态寄存器，它是volatile因为它是可能被外界改变的，但它同时也是const的因为它不希望被程序改变。

2).一个指针可以是volatile的吗？

可以，但是这类的事情不常见，比如一个中断服务子程序修改一个纸箱buffer的指针。

3).判断下面程序是否有错误：

int square(volatile  int *ptr)
{
	return *ptr * *ptr;
}

 

该函数的目的是返回*ptr的平方，但是由于声明了*ptr为volatile的，因此编译器会将其解释为：

int square(volatile int *ptr)
{
	int a = *ptr;
	int b = *ptr;
	return a*b;
} // 这里a和b的值可能不同

 

正确的书写方法应该是

int square(volatile int *ptr)
{
	int a = *ptr;
	return a*a;
}

三、 mutable

mutable的意思是“可变的，易变的”，其与const是反义词。它是用来突破const的限制的。比如一个类的const成员函数是不能修改类的状态的，但是如果我们需要修改一些与类的状态无关的数据成员的时候，我们可以将该数据成员声明为mutable。