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[C/C++] const 详解(修饰变量、输入参数、返回值、成员函数)

看到const关键字,程序员首先想到的可能是const 常量。

const 更大的魅力是它可以修饰函数的参数、返回值,甚至函数的定义体。

const 是constant 的缩写,“恒定不变”的意思。被const 修饰的东西都受到强制保护,可以预防意外的变动,能提高程序的健壮性。所以很多C++程序设计书籍建议:“Use const whenever you need”。

 

一、const 修饰函数的参数

如果参数作输出用,不论它是什么数据类型,也不论它采用下文讨论的“指针传递”还是“引用传递”,都不能加const 修饰,否则该参数将失去输出功能。const 只能修饰输入参数,这又分为以下几种情况。

1.1 const 用于修饰“指针传递”的参数,以防意外改动指针所指数据

例如某个 StringCopy 函数:

void StringCopy(char *strDestination, const char *strSource);

其中 strSource 是输入参数,strDestination 是输出参数。给 strSource 加上 const 修饰后,如果函数体内的语句试图改动 strSource 的内容,编译器将指出错误。

当然也有方法绕过这个限制,例如可以在函数体内重命名一个指针 char * strSource2 = strSource ; 即可改动 strSource 所指的数值。

1.2 const 用于修饰“指针传递”的参数,以防意外改动指针本身

考虑如下代码:

void swap ( int * const p1 , int * const p2 )

该定义将限制在函数 swap 内修改指针 p1 和 p2 的指向。

1.3 值传递的效率问题

如果输入参数采用“值传递”,由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数,该输入参数本来就无需保护,所以不要加const 修饰。

例如不要将函数 void Func1 (int x) 写成 void Func1(const int x)。同理不要将函数 void Func2(MyClass a) 写成void Func2(const MyClass a)。其中 MyClass 为用户自定义的数据类型。

然而,对于非内部数据类型的参数而言,类似 void Func(MyClass a) 这样声明的函数效率会比较底,这是因为函数体内将产生MyClass类型的临时对象用于复制参数a,而临时对象的构造、复制、析构过程都将消耗时间。

为了提高效率,可以将函数声明改为void Func (MyClass &a),因为“引用传递”仅借用一下参数的别名而已,不需要产生临时对象。

但是函数void Func(MyClass & a) 存在一个缺点:“引用传递”有可能改变参数a,这是我们不期望的。

解决这个问题很容易,加const修饰即可,因此函数最终成为void Func(const MyClass &a)。

以此类推,是否应将void Func(int x) 改写为void Func(const int &x),以便提高效率?

答案是完全没有必要,因为内部数据类型的参数不存在构造、析构的过程,而复制也非常快,“值传递”和“引用传递”的效率几乎相当。所以对于内部数据类型的输入参数,不要将“值传递”的方式改为“const 引用传递”。否则既达不到提高效率的目的,又降低了函数的可理解性。

 

二、const 修饰函数的返回值

2.1 const 修饰函数返回值(返回指针)

如果给以“指针传递”方式的函数返回值加 const 修饰,那么函数返回值(即指针)的内容不能被修改,该返回值只能被赋给加const 修饰的同类型指针。

例如函数

const char * GetString(void);

如下语句将出现编译错误:

char *str = GetString();

正确的用法是

const char *str = GetString();

2.2 const 用于修饰“返回引用”函数的返回值

如果函数返回值采用“值传递方式”,由于函数会把返回值复制到外部临时的存储单元中,加const 修饰没有任何价值。例如把函数int GetInt(void) 写成const int GetInt(void)是没有意义的。

如果返回值不是内部数据类型,将函数MyClass GetObj(void) 改写为const Myclass & GetObj(void)的确能提高效率。但此时千万千万要小心,一定要搞清楚函数究竟是想返回一个对象的“拷贝”还是仅返回“别名”就可以了,否则程序会出错。

这里对函数返回值使用 const 的目的在于限制不能将函数调用表达式作为左值使用。例如有如下函数:

int & min ( int &i, int &j);

可以对函数调用进行赋值,因为它返回的是左值: min ( a , b )=4;

但是,如果对函数的返回值限定为 const 的,即丁奕:const int & min ( int & i, int &j );

那么,就不能对 min ( a, b ) 调用进行赋值了。

事实上,函数返回值采用“引用传递”的场合并不多,这种方式一般只出现在类的赋值函数中,目的是为了实现链式表达。

例如:

class A
{
A & operate = (const A & other); // 赋值函数
} ;
A a, b, c; // a, b, c 为A 的对象
a = b = c; // 正常的链式赋值
(a = b) = c; // 不正常的链式赋值,但合法

如果将赋值函数的返回值加const 修饰,那么该返回值的内容不允许被改动。上例中,语句 a = b = c 仍然正确,但是语句 (a = b) = c 则是非法的。

 

三、const 用于修饰成员函数

const 成员函数的声明看起来怪怪的:const 关键字只能放在函数声明的尾部,大概是因为其它地方都已经被占用了。

但事实上,任何不会修改数据成员(即函数中的变量)的函数都应该声明为const 类型。如果在编写const 成员函数时,不慎修改了数据成员,或者调用了其它非const 成员函数,编译器将指出错误,这无疑会提高程序的健壮性。

例如下面的类MyClass的成员函数getCount():

class MyClass {
    int member ;
    public:
    int getCount ( ) const;
};

这里,在函数定义头后面加上的 const 表示这个函数是一个“只读函数”,函数不能改变类对象的状态,不能改变对象的成员变量的值。如在函数体中不能这么写:

classname :: getCount( )
{   member =4 ;
    return member;
}

编译器将指出getCount 函数中的错误,因为试图修改数据成员member。同样,const成员函数也不能在函数中调用其他非const 的函数。

 

参考资料

[1] http://blog.csdn.net/gamecreating/article/details/5382902

[2] http://04051051.blog.163.com/blog/static/8600749320103100716140/

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  1. 沙发
    superkm:

    😉 😉 😉 😉 😉

    2016-05-29 10:48

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