看到const 關鍵字,C++程序員首先想到的可能是const 常量。這可不是良好的條件反射。如果只知道用const 定義常量,那么相當于把火藥僅用于制作鞭炮。const 更大的魅力是它可以修飾函數(shù)的參數(shù)、返回值,甚至函數(shù)的定義體。
const 是constant 的縮寫,“恒定不變”的意思。被const 修飾的東西都受到強制保護,可以預防意外的變動,能提高程序的健壯性。所以很多C++程序設計書籍建議:“Use const whenever you need”。
1.用const 修飾函數(shù)的參數(shù)
如果參數(shù)作輸出用,不論它是什么數(shù)據(jù)類型,也不論它采用“指針傳遞”還是“引用傳遞”,都不能加const 修飾,否則該參數(shù)將失去輸出功能。const 只能修飾輸入?yún)?shù):
如果輸入?yún)?shù)采用“指針傳遞”,那么加const 修飾可以防止意外地改動該指針,起到保護作用。
例如StringCopy 函數(shù):
void StringCopy(char *strDestination, const char *strSource);
其中strSource 是輸入?yún)?shù),strDestination 是輸出參數(shù)。給strSource 加上const修飾后,如果函數(shù)體內(nèi)的語句試圖改動strSource 的內(nèi)容,編譯器將指出錯誤。
如果輸入?yún)?shù)采用“值傳遞”,由于函數(shù)將自動產(chǎn)生臨時變量用于復制該參數(shù),該輸入?yún)?shù)本來就無需保護,所以不要加const 修飾。
例如不要將函數(shù)void Func1(int x) 寫成void Func1(const int x)。同理不要將函數(shù)void Func2(A a) 寫成void Func2(const A a)。其中A 為用戶自定義的數(shù)據(jù)類型。
對于非內(nèi)部數(shù)據(jù)類型的參數(shù)而言,象void Func(A a) 這樣聲明的函數(shù)注定效率比較底。因為函數(shù)體內(nèi)將產(chǎn)生A 類型的臨時對象用于復制參數(shù)a,而臨時對象的構造、復制、析構過程都將消耗時間。
為了提高效率,可以將函數(shù)聲明改為void Func(A &a),因為“引用傳遞”僅借用一下參數(shù)的別名而已,不需要產(chǎn)生臨時對象。但是函數(shù)void Func(A &a) 存在一個缺點:
“引用傳遞”有可能改變參數(shù)a,這是我們不期望的。解決這個問題很容易,加const修飾即可,因此函數(shù)最終成為void Func(const A &a)。
以此類推,是否應將void Func(int x) 改寫為void Func(const int &x),以便提高效率?完全沒有必要,因為內(nèi)部數(shù)據(jù)類型的參數(shù)不存在構造、析構的過程,而復制也非??欤爸祩鬟f”和“引用傳遞”的效率幾乎相當。
問題是如此的纏綿,我只好將“const &”修飾輸入?yún)?shù)的用法總結一下。
對于非內(nèi)部數(shù)據(jù)類型的輸入?yún)?shù),應該將“值傳遞”的方式改為“const 引用傳遞”,目的是提高效率。例如將void Func(A a) 改為void Func(const A &a)。
對于內(nèi)部數(shù)據(jù)類型的輸入?yún)?shù),不要將“值傳遞”的方式改為“const 引用傳遞”。否則既達不到提高效率的目的,又降低了函數(shù)的可理解性。例如void Func(int x) 不應該改為void Func(const int &x)。
2 用const 修飾函數(shù)的返回值
如果給以“指針傳遞”方式的函數(shù)返回值加const 修飾,那么函數(shù)返回值(即指針)的內(nèi)容不能被修改,該返回值只能被賦給加const 修飾的同類型指針。例如函數(shù)
const char * GetString(void);
如下語句將出現(xiàn)編譯錯誤:
char *str = GetString();
正確的用法是
const char *str = GetString();
如果函數(shù)返回值采用“值傳遞方式”,由于函數(shù)會把返回值復制到外部臨時的存儲單元中,加const 修飾沒有任何價值。
例如不要把函數(shù)int GetInt(void) 寫成const int GetInt(void)。
同理不要把函數(shù)A GetA(void) 寫成const A GetA(void),其中A 為用戶自定義的數(shù)據(jù)類型。
如果返回值不是內(nèi)部數(shù)據(jù)類型,將函數(shù)A GetA(void) 改寫為const A & GetA(void)的確能提高效率。但此時千萬千萬要小心,一定要搞清楚函數(shù)究竟是想返回一個對象的“拷貝”還是僅返回“別名”就可以了,否則程序會出錯。
函數(shù)返回值采用“引用傳遞”的場合并不多,這種方式一般只出現(xiàn)在類的賦值函數(shù)中,目的是為了實現(xiàn)鏈式表達。
例如:
class A
{
A & operate = (const A &other); // 賦值函數(shù)
};
A a, b, c; // a, b, c 為A 的對象
a = b = c; // 正常的鏈式賦值
(a = b) = c; // 不正常的鏈式賦值,但合法
如果將賦值函數(shù)的返回值加const 修飾,那么該返回值的內(nèi)容不允許被改動。上例中,語句 a = b = c 仍然正確,但是語句 (a = b) = c 則是非法的。
3 const 成員函數(shù)(const的作用:說明其不會修改數(shù)據(jù)成員)
任何不會修改數(shù)據(jù)成員的函數(shù)都應該聲明為const 類型。如果在編寫const 成員函數(shù)時,不慎修改了數(shù)據(jù)成員,或者調(diào)用了其它非const 成員函數(shù),編譯器將指出錯誤,這無疑會提高程序的健壯性。以下程序中,類stack 的成員函數(shù)GetCount 僅用于計數(shù),從邏輯上講GetCount 應當為const 函數(shù)。編譯器將指出GetCount 函數(shù)中的錯誤。
class Stack
{
public:
void Push(int elem);
int Pop(void);
int GetCount(void) const; // const 成員函數(shù)
private:
int m_num;
int m_data[100];
};
int Stack::GetCount(void) const
{
++ m_num; // 編譯錯誤,企圖修改數(shù)據(jù)成員m_num
Pop(); // 編譯錯誤,企圖調(diào)用非const 函數(shù)
return m_num;
}
const 成員函數(shù)的聲明看起來怪怪的:const 關鍵字只能放在函數(shù)聲明的尾部,大概是因為其它地方都已經(jīng)被占用了。
關于Const函數(shù)的幾點規(guī)則:
a. const對象只能訪問const成員函數(shù),而非const對象可以訪問任意的成員函數(shù),包括const成員函數(shù).
b. const對象的成員是不可修改的,然而const對象通過指針維護的對象卻是可以修改的.
c. const成員函數(shù)不可以修改對象的數(shù)據(jù),不管對象是否具有const性質(zhì).它在編譯時,以是否修改成員數(shù)據(jù)為依據(jù),進行檢查.
e. 然而加上mutable修飾符的數(shù)據(jù)成員,對于任何情況下通過任何手段都可修改,自然此時的const成員函數(shù)是可以修改它的
//*********************************************************
看C++教材的時候,對于const function以為有了很正確的理解,但到使用時才知道,實踐出真知!
const 函數(shù)只能調(diào)用 const 函數(shù),即使某個函數(shù)本質(zhì)上沒有修改任何數(shù)據(jù),但沒有聲明為const,也是不能被const函數(shù)調(diào)用的。
對于這樣的const function,關鍵詞const到底影響了什么?下面用例子來說明。
//
class my {
public:
// ...
string& operator[](const string& s) const
{ return table[s]; }
private:
map<string, string> table;
};
上述重載的下標運算函數(shù)能否通過編譯呢?不能(在mingw32 gcc3.4上)通過。給出了如下的錯誤提示:
passing `const std::map<std::string, std::string, std::less<std::string>, std::allocator<std::pair<const std::string, std::string> > >'
as `this' argument of `_Tp& std::map<_Key, _Tp, _Compare, _Alloc>::operator[](const _Key&) [with _Key = std::string, _Tp = std::string, _Compare = std::less<std::string>, _Alloc = std::allocator<std::pair<const std::string, std::string> >]' discards qualifiers
錯誤原因就在于,當本重載函數(shù)聲明為const后,就只能調(diào)用其他的同樣也聲明為const的函數(shù);而table[s]實際上調(diào)用的是map的下標重載運算函數(shù),該函數(shù)并沒有聲明為const。所以去掉本函數(shù)的const聲明,就可以順利通過編譯了。
下面再用一個小例子驗證一下吧。
#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
class A{
public:
A(int n) { num = n; }
void incr() { num += 5; }
void disp() const
{ cout << num ; }
int times(int m)
{ return num * m; }
int f() const
{
incr();//passing `const A' as `this' argument of `void A::incr()' discards qualifiers
disp();// ok
times(2);//passing `const A' as `this' argument of `int A::times(int)' discards qualifiers
return num;
}
private: int num;
};
int main(int argc, char *argv[])
{
A a(5);
a.f();
system("PAUSE");
return EXIT_SUCCESS;
}
const 函數(shù)只能調(diào)用 const 函數(shù),即使某個函數(shù)本質(zhì)上沒有修改任何數(shù)據(jù),但沒有聲明為const,也是不能被const函數(shù)調(diào)用的。
///********************************************************************
為何const引用不能調(diào)用自己的非const方法和其它?
我在實現(xiàn)自定義的DateTime類時有這個問題:
bool DateTime::earlier(const DateTime &dt){
if(!isvalid()) return true;
if(!dt.isvalid()) return false;
isvalid是DateTime自己的方法。但第二個判斷會出錯,提示 The non-const member function "DateTime::isvalid()" is called for "const DateTime"
為何這里會報這個錯誤有點不大明白。難道這種傳進本類引用的方法就不能使用const參數(shù),或只能調(diào)用const方法?
另外還有,我在重載==時也有問題:
inline bool operator ==(const DateTime& );
它的實現(xiàn)是:
inline bool operator ==(const DateTime& _dt){
return !earlier(_dt) && !_dt.earlier(*this);
}
這就報參數(shù)數(shù)量不符(Wrong number of parameters for "operator<="
)。方法定義的格式我是參照c++ primar里的,作者在定義時就只寫參數(shù)類型沒寫形參名稱(寫了一樣報錯)。不知錯在哪里?之前寫的+,-重載都不報這個錯。
---但第二個判斷會出錯,提示 The non-const member function "DateTime::isvalid()" is called for "const DateTime"
每個非static非const成員函數(shù)都有一個隱含的this指針,是非const型的,不能接受const型實參;在你的函數(shù)里,dt是const DateTime &型的,dt.isvalid()相當于將const對象傳給非const的this指針,所以出錯。
如果isvalid不改變對象狀態(tài),可以將earlier成員函數(shù)定義為const型。
如果用const來修飾函數(shù),那么函數(shù)一定是類的成員函數(shù)。
const 類型的成員函數(shù)不能返回非const類型的引用
這句話的意思是如果你的成員函數(shù)是const類型的,并且要求返回值是類的非cosnt或者非mutable成員變量,返回類型是引用,那么這是錯誤的。
class Test
{
public :
int & GetValue()const;
private:
int value;
};
int &Test::GetValue() const
{
return value; //value此時具有const屬性,與返回值類型int &的非const屬性不匹配
}
這樣的代碼在vs2003中提示的錯誤:error C2440: “return” : 無法從“const int”轉(zhuǎn)換為“int &”。
在const函數(shù)中傳遞this的時候把this變成了const T* const this(個人理解),所以一個非const的引用指向一個const類型的變量,就會error。
可以這樣改,
1.把int value 改成mutable int value. mutable修飾的變量使之在const函數(shù)中可以被改變的。
2.return value 改成。 return const_cast<int &>(value)。const_cast去掉了const性質(zhì)。
3.把函數(shù)寫成const int &Test::GetValue() const ,.這樣做的目的是使引用的變量也是const類型的,就相當于const int & b 。
4.把引用去掉,寫成返回值類型的。
5.把函數(shù)后面的const去掉。
6.返回值不是類的成員變量。
int &Test::GetValue() const
{
int temp = value;
return temp;
}