C++核心——类中的const关键字

C++核心——类中的const关键字

原文链接:《C++核心——类中的const》

在C中我们都知道const修饰的变量时不可改的,C++中这条原则同样使用,但是C++中类中使用const时有一些特殊用法,本文主要记录类中的一些特殊用法。

利用const的常函数

成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数

下面示例中ShowPerson函数就是一个常函数,形式为函数名,形参括号后面加上const修饰词,这种结构的函数就是常函数。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Person {
public:
    Person() {
        m_A = 0;
    }

    void ShowPerson() const {
        cout << m_A << endl;;
    }
  
public:
    int m_A;
};

void test01() {

    Person person; 
    person.ShowPerson();
    cout << person.m_A << endl;
}

int main() {

    test01();

    return 0;
}

******************输出结果*************************
(base) BigfishdeMacBook-Pro:STL bigfish$ g++ 09_const.cpp 
(base) BigfishdeMacBook-Pro:STL bigfish$ ./a.out 
0
0
(base) BigfishdeMacBook-Pro:STL bigfish$ 
  • 常函数内不可以修改成员属性
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Person {
public:
    Person() {
        m_A = 0;
    }

    void ShowPerson() const {
        this->m_A = 100;
    }
  
public:
    int m_A;
};

void test01() {
    Person person; 
    cout << person.m_A << endl;
}

int main() {
    test01();
    return 0;
}

******************输出结果*************************
(base) BigfishdeMacBook-Pro:STL bigfish$ g++ 09_const.cpp 
09_const.cpp:12:13: error: cannot assign to non-static data member within const member function 'ShowPerson'
                this->m_A = 100;
                ~~~~~~~~~ ^
09_const.cpp:11:7: note: member function 'Person::ShowPerson' is declared const here
        void ShowPerson() const {
        ~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~~
1 error generated.
(base) BigfishdeMacBook-Pro:STL bigfish$

常函数内部是不可以修改成员变量,示例中ShowPerson函数中试图给this->m_A重新复制,编译提示cannot assign to non-static data member within const member function 'ShowPerson',说明常函数内部不可以更改成员变量。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Person {
public:
    Person() {
        m_A = 0;
    }

    void ShowPerson() const {
        cout << m_A << endl;;
    }

    void func()
    {
        this->m_A = 10;
    }
  
public:
    int m_A;
};

void test01() {

    Person person; //常量对象  
    person.func();
    person.ShowPerson();
    cout << person.m_A << endl;
}

int main() {

    test01();

    return 0;
}

******************输出结果*************************
(base) BigfishdeMacBook-Pro:STL bigfish$ g++ 09_const.cpp 
(base) BigfishdeMacBook-Pro:STL bigfish$ ./a.out 
10
10
(base) BigfishdeMacBook-Pro:STL bigfish$ 

在普通成员函数内部依旧可以更改成员变量,下面进一步分析一下原因。

在对象内部其实定义了一个this指针,this指针的本质是一个指针常量(对用Person类而言即为Person* const this),意味着指针指向的地址不可以改变,但是内容可以改变,所以在类中this = NULL会报错,但是this->m_A是正确的。联想到const修饰指针的时候如果是const Person* const this这样,那么this就成了常量指针常量,即this指向的地址对应的内容也不可能改变,即this->m_A操作不合法。为了达到这一目的,C++编译器内部已经有了一个const,那我们还需要再加一个,在函数中,其他位置都别用了,所以只能加载形参括号后面,也就有了这种特殊的形式,其实简单理解就是在系统创造this指针的同事加了两个const修饰,使得this指针的指向和指向的内容都不可以改变,这也就是常函数内部不可以修改成员变量的本质。

  • 成员属性声明时加关键字mutable后,在常函数中依然可以修改
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Person {
public:
    Person() {
        m_A = 0;
    }

    void ShowPerson() const {
        m_A = 100;
    }
  
public:
    mutable int m_A;
};

void test01() {

    Person person; //常量对象  
  person.ShowPerson();
    cout << person.m_A << endl;
}

int main() {

    test01();

    return 0;
}

******************输出结果*************************
(base) BigfishdeMacBook-Pro:STL bigfish$ g++ 09_const.cpp 
(base) BigfishdeMacBook-Pro:STL bigfish$ ./a.out 
100
(base) BigfishdeMacBook-Pro:STL bigfish$

在成员变量前加上mutable关键字就可以在常函数中修改。

常对象

声明对象前加const称该对象为常对象,且常对象只能调用常函数
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Person {
public:
    Person() {
        m_A = 0;
    }

    void ShowPerson() const {
        cout << m_A << endl;;
    }

  void func()
  {
    this->m_A = 10;
  }

public:
    int m_A;
};

void test01() {

      const Person person; //常量对象  
    person.func();
    person.ShowPerson();
        cout << person.m_A << endl;
}

int main() {
    test01();
    return 0;
}



******************输出结果*************************
(base) BigfishdeMacBook-Pro:STL bigfish$ g++ 09_const.cpp 
09_const.cpp:27:5: error: 'this' argument to member function 'func' has type 'const Person', but function is not marked const
    person.func();
    ^~~~~~
09_const.cpp:15:10: note: 'func' declared here
    void func()
         ^
1 error generated.

编译结果提示'this' argument to member function 'func' has type 'const Person', but function is not marked const,this 和func的类型不匹配,去掉func的调用时程序运行正常,因为只调用了常函数ShowPerson,或者把func也改为常函数,但是改为常函数后就不能修改成员变量。

常对象不能修改成员变量的值,但是可以访问
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Person {
public:
    Person() {
        m_A = 0;
    }

    void ShowPerson() const {
        cout << m_A << endl;;
    }

    void func()
    {
        this->m_A = 10;
    }
  
public:
    int m_A;
};

void test01() {

    const Person person; //常量对象  
  person.m_A = 100;
  person.ShowPerson();
    cout << person.m_A << endl;
}

int main() {
    test01();
    return 0;
}

******************输出结果*************************
(base) BigfishdeMacBook-Pro:STL bigfish$ g++ 09_const.cpp 
09_const.cpp:27:16: error: cannot assign to variable 'person' with const-qualified type 'const Person'
    person.m_A = 100;
    ~~~~~~~~~~ ^
09_const.cpp:26:15: note: variable 'person' declared const here
        const Person person; //常量对象  
        ~~~~~~~~~~~~~^~~~~~
1 error generated.

提示不能给const修饰的person修改m_A,将test01改为如下就能正常运行,因为常对象知识访问m_A并没有修改。简单理解就是常对象的成员变量是只读的。

void test01() {
    const Person person; //常量对象  
  person.ShowPerson();
    cout << person.m_A << endl;
}

当然如果这个成员变量被mutable修饰了就可改。将m_A改为mutable int m_A那么该成员变量就可以被常对象调用和修改。

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