C++的const类成员函数

本文详细介绍了C++中const成员函数的概念与使用方法,包括如何声明与定义const成员函数,以及它们如何与const对象交互。同时探讨了const成员函数在类设计中的作用及注意事项。

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C++的const类成员函数

标签: constconst成员成员函数数据成员
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        我们知道,在C++中,若一个变量声明为const类型,则试图修改该变量的值的操作都被视编译错误。例如,

[cpp]  view plain  copy
  1. const char blank = ‘’;  
  2. blank = ‘\n’;  // 错误  

        面向对象程序设计中,为了体现封装性,通常不允许直接修改类对象的数据成员。若要修改类对象,应调用公有成员函数来完成。为了保证const对象的常量性,编译器须区分不安全与安全的成员函数(即区分试图修改类对象与不修改类对象的函数)。例如,

[cpp]  view plain  copy
  1. const Screen blankScreen;  
  2. blankScreen.display();   // 对象的读操作  
  3. blankScreen.set(‘*’);    // 错误:const类对象不允许修改  

        在C++中,只有被声明为const的成员函数才能被一个const类对象调用。

        要声明一个const类型的类成员函数,只需要在成员函数参数列表后加上关键字const,例如,

[cpp]  view plain  copy
  1. class Screen {  
  2. public:  
  3.    char get() const;  
  4. };  

        在类体之外定义const成员函数时,还必须加上const关键字,例如

[cpp]  view plain  copy
  1. char Screen::get() const {  
  2.    return _screen[_cursor];  
  3. }  

        若将成员成员函数声明为const,则该函数不允许修改类的数据成员。例如,

[cpp]  view plain  copy
  1. class Screen {  
  2. public:  
  3. int ok() const {return _cursor; }  
  4. int error(intival) const { _cursor = ival; }  
  5. };  

        在上面成员函数的定义中,ok()的定义是合法的,error()的定义则非法。

        值得注意的是,把一个成员函数声明为const可以保证这个成员函数不修改数据成员,但是,如果据成员是指针,则const成员函数并不能保证不修改指针指向的对象,编译器不会把这种修改检测为错误。例如,

[cpp]  view plain  copy
  1. class Name {  
  2. public:  
  3. void setName(const string &s) const;  
  4. private:  
  5.     char *m_sName;  
  6. };  
  7.   
  8. void setName(const string &s) const {  
  9.     m_sName = s.c_str();      // 错误!不能修改m_sName;  
  10.   
  11. for (int i = 0; i < s.size(); ++i)   
  12.     m_sName[i] = s[i];    // 不好的风格,但不是错误的  
  13. }  

        虽然m_Name不能被修改,但m_sName是char *类型,const成员函数可以修改其所指向的字符。

        const成员函数可以被具有相同参数列表的非const成员函数重载,例如,

[cpp]  view plain  copy
  1. class Screen {  
  2. public:  
  3. char get(int x,int y);  
  4. char get(int x,int y) const;  
  5. };  

        在这种情况下,类对象的常量性决定调用哪个函数。

[cpp]  view plain  copy
  1. const Screen cs;  
  2. Screen cc2;  
  3. char ch = cs.get(0, 0);  // 调用const成员函数  
  4. ch = cs2.get(0, 0);     // 调用非const成员函数  

小结:

1)const成员函数可以访问非const对象的非const数据成员、const数据成员,也可以访问const对象内的所有数据成员;

2)非const成员函数可以访问非const对象的非const数据成员、const数据成员,但不可以访问const对象的任意数据成员;

3)作为一种良好的编程风格,在声明一个成员函数时,若该成员函数并不对数据成员进行修改操作,应尽可能将该成员函数声明为const 成员函数。

 

参考资料:

《C++ Primer第三版》

《Effective C++第三版》

### C++ `const` 成员函数概述 在C++中,`const` 关键字用于修饰成员函数,表明该函数不会修改对象的数据成员。这种机制增强了代码的安全性和可读性[^2]。 #### 声明与定义 当声明一个成员函数为 `const` 时,在函数原型中的参数列表之后加上 `const` 即可: ```cpp class Example { public: int getValue() const; }; ``` 上述例子展示了如何将 `getValue()` 方法标记为只读方法,意味着此方法承诺不对当前实例(`this`)所指向的对象状态做出更改[^3]。 #### 访问权限 对于被标注为 `const` 的成员函数来说,有如下访问规则: - **仅能访问**同样带有 `const` 属性的方法; - 能够读取所有类型的成员变量(无论是普通的还是带 `const` 的),但不允许对其进行写操作,除非这些变量被显式地标记为 `mutable`[^5]; 例如: ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Counter { private: mutable int count; // 使用mutable允许在const成员函数内改变count的值 public: Counter(): count(0){} void increment() { ++count; } int getCount() const { cout << "Inside const member function." << endl; return count++; // 这里可以修改因为count是mutable类型 } }; int main(){ Counter c; cout<<c.getCount()<<endl; } ``` 这段代码说明了即使是在 `getCount()` 这样的 `const` 成员函数内部也可以更新具有 `mutable` 特性的成员变量 `count`[^4]。 #### 构造重载 值得注意的是,两个除了是否含有 `const` 外其余部分完全一致的成员函数能够共存于同一个类中形成重载版本。具体而言就是说,既存在常规形式也存在附加了 `const` 后缀的形式。在这种情况下,编译器会依据调用者是不是常量来决定应该选用哪一个实现方式。 ---
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