Effective C++学习笔记:多才多艺的const,尽可能使用
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关键字const多才多艺。你可以用它在classes外部修饰global或namespace(见Effective C++笔记之二) 作用域中的常量,或修饰文件、函数、或区块作用域(block scope)中被声明为static的对象。你也可以用它修饰classes内部的static和non-static成员变量。面对指针,你也可以指出指针自身、指针所指物,或两者都(或都不)是const:
char greeting[]="Hello"; char* p1=greeting; // non-const pointer,non-const data const char* p2=greeting;// non-const pointer,const data char const* p3=greeting;// 和上一行意义相同 char* const p4=greeting;// const pointer,non-const data const char* const p5 =greeting;// const pointer,const data
一.const作用于迭代器
STL选代器系以指针为根据塑模出来,所以迭代器的作用就像个T*指针。声明选代器为const就像声明指针为const一样(即声明一个T* const 指针) ,表示这个迭代器不得指向不同的东西,但它所指的东西的值是可以改动的。如果你希望迭代器所指的东西不可被改动(即希望STL模拟一个const T* 指针) ,你需要
的是const_iterator:
std::vectorvec; ..... const std::vector::iterator iter = vec.begin( ); *iter = 10;// OK ++iter;// error std::vector::const_iterator cIter = vec.begin( ); *cIter = 10;// error ++cIter;// ok
二.const作用于自定义类型的对象
在定义对象时指定对象为常对象。常对象中的数据成员为常变量,例如:
#includeusing namespace std; class Time { public: void printf() const { //h = 10;//error C3490: 由于正在通过常量对象访问“h”,因此无法对其进行修改 m = 10;// ok cout << "Hour:" << h << "Minute:" << m << "Second:" << s << endl; } void show()// 不会导致编译错误 { h = 10; } private: int h; mutable int m; int s; }; int main() { const Time t; t.printf(); system("pause"); return 0; }
常对象t中的数据成员虽然未显示定义为const数据成员,但它们都是常变量,无法修改它们的值。
常成员函数printf可以访问常对象中的数据成员,但是不允许修改常对象中的数据成员,除非该数据成员被声明为mutable。
普通成员函数show虽然不会导致编译错误,但是无法被常对象调用,因为常对象、指向常对象的指针或引用只能用于调用其const型成员函数,而不能调用其非const型的成员函数。
三.const作用于函数
1.令函数返回一个常量值
这样做往往可以降低因客户错误而造成的意外,而又不至于放弃安全性和高效性,例如,考虑有理数(rational numbers)的operator*声明:
class Rational{ ... }; const Rational operator* (const Rational& lhs, const Rational& rhs);
这个声明能很好的杜绝由于笔误而导致的如下操作:
Rational a,b,c; if(a * b = c) { ...... }
如果a和b都是内置类型,这样的代码直截了当就是不合法。而一个"良好的用户自定义类型"的特征是它们避免无端地与内置类型不兼容。
2.const参数
至于const参数,没有什么特别新颖的观念,它们不过就像local const对象一样,你应该在必要使用它们的时候使用它们。除非你有需要改动参数或local对象,否则请将它们声明为const。只不过多打6个字符,却可以省下恼人的错误,像是"想要键入'=='却意外键成'=的错误,一如稍早所述。
四.const数据成员
常数据成员的值是不能改变的,且必须初始化,因为常数据成员是不能被赋值的,关于初始化,详见:Effective C++笔记之一:声明、定义、初始化与赋值
#includeusing namespace std; class Time { public: void printf() const { //h = 10;//error C3490: 由于正在通过常量对象访问“h”,因此无法对其进行修改 m = 10; cout << "Hour:" << h << "Minute:" << m << "Second:" << s << endl; } //void show()// C2166: 左值指定const对象 //{ // h = 10; //} private: //const int h;// 报错,没有初始化 const int h = 10;// 初始化 mutable int m; const int s = 10;// 初始化 }; int main() { const Time t; t.printf(); system("pause"); return 0; }
对比“二.const作用于自定义类型的对象”小节,可看出const对象中const数据成员和非const数据成员的区别。
五.const成员函数
常成员函数只能引用本类中的数据成员(const和非const),而不能修改他们。
const是函数类型的一部分,在声明函数和定义函数时都要有const关键字,在调用时不必加const。const员函数可以引用const数据成员,也可以引用非const数据成员。const数据成员可以被const成员函数引用,也可以被非const数据成员函数引用,但是不能被修改。
需要注意的是:
1.不要误认为常对象中的成员函数都是常成员函数。常对象只能保证所有的数据成员的值不被修改。如果在对象中的成员函数为加const声明,编译系统把它作为非const成员函数处理。
2.两个成员函数如果只是常量性(constness)不同,可以被重载。举个例子
#includeusing namespace std; class TextBlock { public: TextBlock::TextBlock(string str) :test(str) { } const char & operator[](size_t position) const { return test[position]; } char & operator[](size_t position) { return test[position]; } private: string test; }; int main() { TextBlock tb("Hello"); cout << tb[0] << endl; const TextBlock ctb("World"); cout << ctb[0] << endl; system("pause"); return 0; }
3.常成员函数不能调用另一个非const成员函数。但是非const成员函数可以调用const成员函数。举个例子:
在上述例子中,重载的两个操作符函数体内的代码量小,感觉不到有什么不妥。但是如果代码量大的话,可以让非const operator[]调用其const兄弟来避免代码重复。
#includeusing namespace std; class TextBlock { public: TextBlock::TextBlock(string str) :test(str) { } const char & operator[](size_t position) const { return test[position]; } char & operator[](size_t position) // 先调用const版本的操作符,然后去掉返回结果的const属性 { return const_cast( static_cast(*this)[position]); } private: string test; }; int main() { TextBlock tb("Hello"); cout << tb[0] << endl; const TextBlock ctb("World"); cout << ctb[0] << endl; system("pause"); return 0; }
六.指向对象的常指针
将指向对象的指针变量声明为const型并将之初始化,这样指针值始终保持为其初始值,不能改变,即其指向始终不变。如:
int a = 1 , b; int * const ptr1 = &a; ptr1 = &b;// error C3892: “ptr1”: 不能给常量赋值
指向对象的常指针的值不能改变,即始终指向同一个对象,但可以改变其所指向对象(如b)中数据成员的值。
七.指向常对象的指针
1.如果一个变量已经被声明为常变量,只能用指向常变量的指针指向它,而不能用一般的(指向那个非const型变量的)指针变量去指向它。
2.指向常变量的指针除了可以指向常变量,还可以指向非const变量。此时不能通过指针变量改变该变量的值。
3.指向常对象的指针常作为函数参数。
八.对象的常引用
在C++面向对象程序设计中,经常用常指针和常引用作函数参数。这样既能保证数据安全,使数据不能被随意修改,在调用函数时又不必建立实参的拷贝。