刨根问底系列之C++ const 挖掘

一、 const的作用：

1、限定const指定的值的修改

ex1.1：

const int a = 2;

//a = 3; error: assignment of read-only variable

就如C语言里宏一样，a会被放到符号列表里，不过a是内部链接的(内部链接是指只在当前文件内是可见的)。当不取a的地址的时候，系统不会给a分配内存，取a地址的时候就会给a分配地址，但改变a指向的内容并不能改变a的值，因为a已经被编译成为符号了。改变a内存所指内容是没有任何结果的。

ex1.2:

[cpp]
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    const int ci = 2;
    cout<<"the addr of ci is:"<<(&ci)<<endl;
    int *p = const_cast<int*>(&ci);
    cout<<"the addr of p is:"<<p<<endl;
    *p = 5;
    cout<<"the value of ci is:"<<ci<<endl;
    cout<<"the value of p is:"<<(*p)<<endl;
    return 0;
}

输出结果为：

2、限定函数返回值的修改,限定函数内容的修改

函数返回值加上const，防止赋值运算，member function加上const 限定，防止对象member data修改。

ex1.3：

[cpp]
#include <iostream>
using namespace std;
class Test{
    public:
        Test();
        ~Test();
        Test& GetTest() {
            return *this;
        }
        const Test& GetConstTest(){
            return *this;
        }

        const Test& operator=(const Test& other) {
            this->value_ = other.value_;
            return *this;
        }

        int ChangeValue(int value) const {
            //value_ = value;   error: value_ is read only
            return value_;
        }
    private:
        int value_;
};
int main() {
    Test test;
    test.GetTest() = test;
    //test.GetConstTest() = test; //error can't assignment to return value
    return 0;
}

          在函数member function GetConstTest() 里返回值是const属性的，所以不能为返回值赋值。在ChangeValue里member function 被限定为const 成员函数，所以在内部不能修改member data value_ 的指。

3、程序的可读性

加上const限定，可以很清楚的告诉编译器和程序员，这个数值不可以修改。同时将函数参数定义为const 引用，这样和传递值的感觉是一样的，防止程序传递整个对象。

4、程序的效率

在函数参数的传递过程中，变量都是按值拷贝传递的，如果是内置类型的话，占用内存空间少，拷贝一下数值无关紧要。但是自定义类就没想像的简单了。在参数传递过程中，如果是按值传递的话，对象会调用自己的构造函数，并且将整个对象内容拷贝过去，这对于占用内存较多的类还是非常损耗效率的。如果定义为引用或者指针传递的话拷贝指针值就可以了。

5、代替部分宏的职责

C语言之所以在发明的时候受到了各方程序员的万般宠爱，很大一部分原因就是C语言里的宏。宏不仅可以定义全局数据符号，并且还可以用来构造非常精妙的函数。定义常用的变量，常用的函数非常方便。在方便的同时也有很多问题，比如说没有类型检查，只是机械的替换，比如说经典的”Max 宏函数“各种错误。看下面的例子。

ex1.4:

[cpp]
#include <iostream>
using namespace std;
#define PI 3.14
#define Log(str) cout<<str<<endl
#define Max(a, b) a > b ? a : b

int main() {
    int a = 12;
    int b = 5;
    int max = Max(a, b);
    Log(PI);
    Log(max);
    Log("hello, world");
    return 0;
}

但是通过C++里的const就能很好的规避一些问题

1、类型检查

2、名称冲突，因为宏定义变量是外链接的

3、调试代码效率问题上，如果在宏变量的地方出错了，编译器只是将宏变量代替为值，所以当看到对应的值的时候，会非常奇怪这个值是那里来的，但是对于const变量可以很清楚的知道是那个变量。

二、const的用法

1、限定内置常量

限定常量很简单，在定义const变量的时候必须初始化，初始化的值可以是常量，也可是变量。

ex2.1:

2、限定指针和引用

指针地址是程序运行的时候为变量分配的内存，所以const指针是不需要初始化的。由于const放的位置不同，对应限制的值也不同。通用的方法就是看const和变量的位置。

[cpp]
int num = 2;
int other = 3;

// assignment
const int* ptr1 = &num
int const* ptr2 = &num
int *const ptr3 = &num
const int* const ptr4 = &num

// change value
ptr1 = &other;
ptr2 = &other;
// ptr3 = &other;     // read only error
// ptr4 = &other;     // read only error

// *ptr1 = other;     // read only error
// *ptr2 = other;     // read only error
*ptr3 = other;
// *ptr4 = other;     // read only error

3、限定对象

const 在限定对象使用要点：

1、按位限制，对象占用的内存不可改变，将this指针转为非const指针就可以改变member data。

补充：软件开发 , C++ ,