c++笔记：我所理解的const
编写程序的时候，我们希望定义个变量，它的值不能被改变，为了满足这一需求，可以用const关键词进行限定。const关键字可用于c++各种环境：
变量
引用和指针
函数参数和返回值
类成员变量
类成员函数
const修饰变量
当const修饰于变量时，其值不能改变。即在声明变量之后，不允许进行赋值操作
void const_variables()
{
const int a = 20;
// a++; // error:对只读变量进行赋值操作
}
const 修饰引用
与 const 修饰变量相似，引用本身和引用对象是一体的，所以只存在一种情况。const 引用本身不可变，const 引用对象根据对象属性决定是否可变。
void const_reference()
{
int a = 20;
const int & r = a;
r++; // error : 引用本身不可变
const int b = 20;
const int & rb = b;
b++; // error: 引用对象不可变
rb++; // error: 引用本身不可变
}
const 修饰指针
const 对于指针修饰操作，可分为三种方式：修饰指针指向、修饰指针本身或同时修饰指针指向和本身
char hello[] = "hello";
修饰指针指向
const char *p = hello; // 指针可变，指针指向不可变
修饰指针本身
char * const p = hello; // 指针不可变，指针指向可变
同时修饰指针本身和指向
const char * const p = hello; // 指针不可变，指针指向不可变
《Effective c++》 中介绍了记忆方法:
如果关键字const出现在星号左边，表示被指物是常量；如果出现在星号右边，表示指针自身是常量；如果出现在星号两边，表示被指物和指针两者都是常量。
void const_point()
{
char a[] = "hello";
char b[] = "world";
const char * p1 = a;
p1[2] = 'm'; // error: 指针本身不可变
p1 = b; // 指针指向可变
char * const p2 = a;
p2[2] = 'm'; // 指针本身可变
p2 = b; // error: 指针指向不可变
const char * const p3 = a;
p3[2] = 'm'; // error: 指针本身不可变
p3 = b; // error: 指针指向不可变
}
const函数参数和返回类型
对于 const 修饰函数参数，与 const 修饰指针或者变量类似。如果函数内部对函数参数不进行修改操作，则可以对参数用const 修饰。变量、指针或者引用都可以进行操作。
当 const 修饰类对象引用时，对于性能还有一定提升。常规类对象作为参数，要经历 构造、拷贝、析构等流程，如果用const引用，不仅直接保护该对象本身，同时也省去了构造等一些流程。
// @para: _a _a值不可变
// @para: _p2 _p1指针本身不可变，_p1指向对象内容可变
// @para: _p2 _p2指针本身和内容都不可变
// @para: _data _data不可变
const char _str[] = "const";
void const_func_args(const int _a, const char * _p1, const char * const _p2, const Data & _data) {
_a++; // error
_p1 = _str;
_p1[2] = 'm'; //error
_p2 = _str; // error
_p2[2] = 'm'; // error
}
对于 const 返回值，记住其中一点即可。const函数返回值不可当左值使用，一定程度上可以防止用户误写代码导致的错误。《Effective c++》中就有一个样例，重载 * 运算符，误使用导致不必要的麻烦。
class Rational {...};
const Rational operator *(const Rational &lhs, const Rational &rhs);
Rational a, b, c;
(a * b) = c; // 误写代码导致不必要的麻烦.
const成员变量
c++ const成员变量和普通const变量用法相似。不过也存在明显的区别：
const 成员变量只能通过声明和初始化列表初始化
相同类不同对象的const成员变量值可能不一样。
const 成员变量初始化
由于const变量的特性，const变量在声明之后就不可改变。对于c++类来说，成员变量生命之后可在构造函数内部进行初始化，这样违背了const变量的特性。不过构造函数还支持初始化列表初始化，对于 const成员变量可在成员初始化列表中进行初始化
class ConstMember
{
public:
ConstMember(int _mem) : mem_(_mem) { // 可以在初始化列表中初始化
mem_ = 20; // error: 不能在构造函数中对const成员变量进行初始化
}
private:
const int mem_ = 30; // 根据c++类特性，可在类内声明时初始化
};
相同类不同对象的const成员变量值可能不一样
当const成员变量在初始化列表中初始化时，可能调用的是有参构造函数，这样在声明类对象的时候，const成员变量值会根据类对象的参数改变
ConstMember member1(30); // const成员变量值为30
ConstMember member2(40); // const成员变量值为40
const成员函数
const成员函数目的也是保护数据，写法是在函数声明尾部加上const
class ConstFunc
{
public:
void GetVal() const;
private:
int val_;
};
void ConstFunc::GetVal() const
{
return this->val_;
}
注意：const成员函数声明和定义尾部都需要加上const
上述demo中，显示写出了this指针。这个是c++类成员函数的特性，除static成员函数的所有成员函数都会隐式绑定this指针。默认情况下，this的类型是指向类型非常量版本的常量指针，即 ConstFunc * const。尽管this指针为隐式的，this指针也遵循初始化规则，意味着我们不能把this绑定到一个常量对象上。这种情况也导致了我们不能在常量对象上调用普通成员函数。
不能改变成员变量的值
不能调用普通成员函数
class ConstFunc
{
public:
int GetVal() const {
SetVal(20); // error： 不能在常量对象上调用普通成员函数
data_++; // error: 不能在常量对象上修改成员变量
return val_;
}
void SetVal(int _val) { val_ = _val; }
private:
int val_;
int data_;
};
const成员函数重载
class ConstOverload
{
public:
void GetValue();
void GetValue() const; // 可视为函数重载
};
其他
const 常量表达式 替代预处理宏 #define
当文件中需要定义常量的时候，常规使用 #define 宏定义，可用 const 对 #define 进行替换，原因如下:
-
define 属于预处理器的语法，在代码层面只进行简单的文本替换。不进入 symbol table 中，对于 debug 和排错有一定的难度。
const 是 c++ 编译器语法，会提供类型检查和调试信息。
// #define MAX_LEN 200
// 使用 const 替代 #define
const int MAX_LEN = 200;
小知识
对于 const 修饰的变量，有些同学会将 const 关键字写在类型之前，有些会写在类型之后、星号之前。这两种写法的意义是一样的。
const int * a;
int const * a;
参考文档
《effective c++》:
条款03：尽量以 const、enum、inline 替换#define(Prefer const,enums,and inlines to #defines)
条款03：尽可能使用const(Use const whenever possbile)
《c++ primer》第五版:
第二章 2.4 const限定符
第六章 6.2 const形参和实参
第七章 7.1 设计Sales_data类
