2.4 const限定符

const限定符

cv type包括:constvolatile(或者还有mutable)限定符。

const用于定义无法被改变值的常量。

  • 可执行不改变内容的其他变量操作,如初始化其他变量、算数运算等
  • 默认状态下仅在单个文件内有效,解决方式:
    • 在不同文件分别创建const,本质上是不同的同名变量
    • 使用extern在不同文件进行声明,结果是同一变量

const#define的区别:#define后的内容在编译前会被全文替换,而const则只会在编译时进行取值,且#define无数据类型和存储空间,const常量有数据类型且被分配存储空间。

const引用

引用const常量,只能使用对常量的引用,如const int&。因为引用本身并非一个对象。

又称常量引用。仅在常量引用中存在以下情况,引用的类型可与被引对象不一致

  • 初始化常量引用时允许任意表达式,只要该表达式能转为被引用类型。

    int i = 42;
    double j = 4.2;
    const int& r1 = i;        //可行
    const int& r2 = 42;       //仅在const引用中可行
    const int& r3 = r1 * 2;   //仅在const引用中可行
    int& r4 = r1 * 2;         //错误
    const int& r5 = j;        //正确,但值有损失
    

    原因:在编译时,引用绑定了一个临时量对象

    double j = 4.2;
    const int& rj = j;
    //-------等价于-------
    double j = 4.2;
    const int temp = 4.2;
    const int& rj = temp;
    

    通过const引用非const的变量,不能通过const的引用改变其值:

    int i = 42;
    int& r1 = i;
    const int& r2 = i;
    r1 = 4;
    r2 = 3;            //报错
    

指向const的指针、const指针

指向常量的指针 pointer to const

存放常量的地址,只能使用指向常量的指针const int*


指向常量的指针指向一个非常量对象时,二者类型可不一致,参见对常量的引用。

常量指针 const pointer

本质上就是将指针本身定义为常量。


常量指针必须初始化,之后它存放的地址就不可改变。

    int a = 0;                     //变量
    const int b = 1;               //常量

    int* const pc_a = &a;          //指向变量的常量指针
    const int* cp_a = &a;          //正确,但指向的可以不是常量

    int* p_b = &b;                 //错误,不存在指向常量的普通指针
    int* const pc_b = &b;          //错误,没有指向常量的const标识

    const int* const cpc_b = &b;   //指向常量的常量指针
    int** pcp_a = &cpc_b;          //错误,没有指向常量的const标识
    const int** cp_cpc_b = &cpc_b; //错误,不存在指向常量指针的普通指针

    const int* const* cpc_cpc_b = &cpc_b;   //指向常量指针的普通指针
    const int* const** cpc_cpc_cpc_b = &cpc_cpc_b //上式取地址
    //......

对于const指针的取地址操作
对于指向常量的指针,类型为:const int*,取地址后为const int**,因此需要按此顺序进行下一层指针的定义。

下一层指针类型为const int* const*,则取地址后为const int* const**,即为再下层的定义方式,以此类推……

顶层和底层const

指针本身是否为常量是否指向常量相互独立。按此可分为:

  • 顶层top-level const:指针本身是个常量。定义指针时,(相对)右边的const表示顶层const。
  • 底层low-level const:指向对象是个常量。定义指针时,(相对)左边的const表示底层const。
    声明引用的const都是底层const。
template<typename T> using Const = const T;
template<typename T> using Ptr = T*;

const int *** const shit = nullptr;
//等价于:
Const<Ptr<Ptr<Ptr<Const<int>>>>> shit = nullptr;

const int ** const ** const * const A (仅作理解用)

可以理解为

const <- (* <- (*const <- (* <- (*const <- (*const <int>))))) A

读法从右往左:
const (int) pointer A which points to (a const pointer points to (a pointer points to (a const pointer points to (a pointer points to (a const))))).

  • * 一定在int之后。const 修饰左边的星号,左边没有星号则是底层const
  • 判断时以 * 为分界符,内部多个 const 进行合并,可和 int 互换:
    • const int const* 等价于 const int*
  • 对于const int **** const **** const
    • 上一层有最左const,则下一层必须有最左const当前顶层以外的所有的底层均不能更改,无论是否最终指向一个常量
    • int 右无 const 时,随着取地址,int* +1
    • 最右const,取地址时,* 只能在 该const 后+1。
    • 以上任意层的最右边都可以添加顶层const,表明指针自身是个const。
    • 简而言之,左边必须保持不变,右边随着指针层数增加,一层一层加const*

constexpr和常量表达式const expression

常量表达式const expression:不会改变并且在编译过程就能得到计算结果的表达式,如字面值常量等。用常量表达式初始化的const对象也是常量表达式。

const int a = 0 // 是const expression
const int b = a+1 // 是const expression
const int c = d() // 不是const expression
int e = 0 // 不是const expression

constexpr

https://en.cppreference.com/w/cpp/language/constexpr

当难以分辨一个初始值是否是常量表达式时,(since C++11)可以声明变量为constexpr类型以便由编译器验证变量的值是否为常量表达式。

声明为constexpr的变量一定是一个常量,且必须用常量表达式初始化。


const修饰的是类型,constexpr修饰的是用来算出值的那段代码。

constexpr指针

constexpr指针定义无论顺序如何,仅修饰指针本身而不是所指对象,且初值必须是nullptr或者0或固定地址中的对象。如:

const int* p = nullptr;        //指向常量的指针
constexpr int* pp = nullptr;   //常量指针
int* const ppp = nullptr;      //同上 

但是,函数体外定义的变量由于生命周期长,可以用于初始化constexpr指针。因此,将constexpr指向常量时的操作如下:

#include <iostream>
const int a = 1;
constexpr int b = 0;
int main(){
        constexpr const int*pa = &a;  //constexpr中指向常量的常量指针
        constexpr const int*pb = &b;  //合理
        std::cout<<*pa<<*pb;
        return 0;
}
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 215,539评论 6 497
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,911评论 3 391
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 161,337评论 0 351
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,723评论 1 290
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,795评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,762评论 1 294
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,742评论 3 416
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,508评论 0 271
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,954评论 1 308
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,247评论 2 331
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,404评论 1 345
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,104评论 5 340
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,736评论 3 324
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,352评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,557评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,371评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,292评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容