const使用详解

作者:康建东
关于C++中的const关键字的用法非常灵活，而使用const将大大改善程序的健壮性，现将本人的一些体会总结如下，期望对大家有所帮助：



一 const基础

如果const关键字不涉及到指针，我们很好理解，下面是涉及到指针的情况：

int b = 500;
const int* a = &b; 			[1]
int const *a = &b;			[2]
int* const a = &b;			[3]
const int* const a = &b;	[4]

如果你能区分出上述四种情况，那么，恭喜你，你已经迈出了可喜的一步。不知道，也没关系，我们可以参考《Effective c++》Item21上的做法，如果const位于星号的左侧，则const就是用来修饰指针所指向的变量，即指针指向为常量；如果const位于星号的右侧，const就是修饰指针本身，即指针本身是常量。因此，[1]和[2]的情况相同，都是指针所指向的内容为常量（const放在变量声明符的位置无关），这种情况下不允许对内容进行更改操作，如不能*a = 3 ；[3]为指针本身是常量，而指针所指向的内容不是常量，这种情况下不能对指针本身进行更改操作，如a++是错误的；[4]为指针本身和指向的内容均为常量。
另外const 的一些强大的功能在于它在函数声明中的应用。在一个函数声明中，const 可以修饰函数的返回值，或某个参数；对于成员函数，还可以修饰是整个函数。有如下几种情况，以下会逐渐的说明用法：

A& operator=(const A& a);
void fun0(const A* a ); 
void fun1( ) const;    // fun1( ) 为类成员函数
const A fun2( );

二 const的初始化

先看一下const变量初始化的情况
1) 非指针const常量初始化的情况：

A b;
const A a = b;

2) 指针(引用)const常量初始化的情况：

A* d = new A();
	const A* c = d;
或者：const A* c = new A();
引用：
	A f;
	const A& e = f;   // 这样作e只能访问声明为const的函数，而不能访问一般的成员函数；

[思考1]： 以下的这种赋值方法正确吗？
const A* c=new A();
A* e = c;
[思考2]： 以下的这种赋值方法正确吗？
A* const c = new A();
A* b = c;



三 作为参数和返回值的const修饰符

其实，不论是参数还是返回值，道理都是一样的，参数传入时候和函数返回的时候，初始化const变量
1 修饰参数的const，如 void fun0(const A* a ); void fun1(const A& a);
调用函数的时候，用相应的变量初始化const常量，则在函数体中，按照const所修饰的部分进行常量化，如形参为const A* a，则不能对传递进来的指针的内容进行改变，保护了原指针所指向的内容；如形参为const A& a，则不能对传递进来的引用对象进行改变，保护了原对象的属性。
[注意]：参数const通常用于参数为指针或引用的情况;
2 修饰返回值的const，如const A fun2( ); const A* fun3( );
这样声明了返回值后，const按照"修饰原则"进行修饰，起到相应的保护作用。

const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs)
{
return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),
lhs.denominator() * rhs.denominator());
}

返回值用const修饰可以防止允许这样的操作发生:

Rational a,b;
Radional c;
(a*b) = c;

一般用const修饰返回值为对象本身（非引用和指针）的情况多用于二目操作符重载函数并产生新对象的时候。
[总结] 一般情况下，函数的返回值为某个对象时，如果将其声明为const时，多用于操作符的重载。通常，不建议用const修饰函数的返回值类型为某个对象或对某个对象引用的情况。
原因如下：
如果返回值为某个对象为const（const A test = A 实例）或某个对象的引用为const（const A& test = A实例） ，则返回值具有const属性，则返回实例只能访问类A中的公有（保护）数据成员和const成员函数，并且不允许对其进行赋值操作，这在一般情况下很少用到。

[思考3]： 这样定义赋值操作符重载函数可以吗？
const A& operator=(const A& a);



四 类成员函数中const的使用

一般放在函数体后，形如：void fun() const;
如果一个成员函数的不会修改数据成员，那么最好将其声明为const，因为const成员函数中不允许对数据成员进行修改，如果修改，编译器将报错，这大大提高了程序的健壮性。


五 使用const的一些建议

1 要大胆的使用const，这将给你带来无尽的益处，但前提是你必须搞清楚原委；
2 要避免最一般的赋值操作错误，如将const变量赋值，具体可见思考题；
3 在参数中使用const应该使用引用或指针，而不是一般的对象实例，原因同上；
4 const在成员函数中的三种用法（参数、返回值、函数）要很好的使用；
5 不要轻易的将函数的返回值类型定为const;
6除了重载操作符外一般不要将返回值类型定为对某个对象的const引用;

本人水平有限，欢迎批评指正，可以联系 kangjd@epri.ac.cn

[思考题答案]
1 这种方法不正确，因为声明指针的目的是为了对其指向的内容进行改变，而声明的指针e指向的是一个常量，所以不正确；
2 这种方法正确，因为声明指针所指向的内容可变；
3 这种做法不正确；
在const A::operator=(const A& a)中，参数列表中的const的用法正确，而当这样连续赋值的时侯，问题就出现了：
A a,b,c:
(a=b)=c;
因为a.operator=(b)的返回值是对a的const引用，不能再将c赋值给const常量。

首先我们来关注一下const的两种写法：
constint a = 1024; // 等同于 int const a = 1024;
这两种写法是等价的，一般大多数人都会选择第一种写法。不过我认为第二种写法比较好一点，我来举个例子：看过C++ Primer的人应该记得，在讲typedef那一节的时候有这么一个语句：

typedefchar *cstring;constcstring cstr; // 你会理解成什么？
我想很多人一看到上面这个声明就会认为这是const char *cstr;可惜错了，const修饰的是cstring，而cstring代表了char *不是char，也就是把指针转换为常量，即char *const cstr;(关于两者的区别我将会在下面一节说明)。如果我们用const的第二种写法就不会产生误解了cstring const cstr;是不是很容易理解？所以我建议用第二种写法(其实我也不太习惯J)。
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我们来看一行语句：
constint p = 1024; // 如何定义一个指针来指向常量p
下面的定义对吗？
int *pi = &p; // 错了，不能用一个非常量指针指向常量pconstint *pi2 = &p; // 毫无疑问，这是对的
让我们再看一个定义：
// 是不是很奇怪？多加一个const，有什么不一样吗？constint *const pi3 = &p;
不一样，在回答这个问题之前，先解释一下const int *pi2的微妙之处:我们可这样读这个语句，pi2是一个指针(pi2本身不是常量),它指向一个常量p(它指向的对象p是常量)。这下明白了吧!我们可以给pi2赋其它的值，使它指向不同的对象，却不能修改pi指向的对象，下面这个例子可以很好的说明这一点。
constint p = 1024;constint *pi2 = &p;*pi2 = 0; // 错了，我们不可以修改p的值int a = 2;pi2 = &a // 可以给pi2赋其它的值
注意：pi2指向的值可以不是const型，但我们仍然不能修改pi2指向的对象。
现在再来看看另一个语句int *const pi4;我们只要把上面的语句反过来想就行了，pi4是一个常量指针，我们不可以修改它，但却可以改变它指向的对象，HOHO，很简单吧!再把上面两个语句拼起来，得到一个const int *const pi3 = &p;答案出来了J……
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我们再看一个语句
constint &ir = 1024;
奇怪吗？这个语句是正确的!原因是这样的，1024是一个不可寻址的值，对于这样的值要实现引用，编译器必需生成一个临时对象，用引用来指向这个临时对象才行。

int temp = 1024; // 给这个临时对象起个名字tempconstint &ir = temp; // 引用指向的是它
那为什么一定要在int &ir前加一个const呢？假设int &ir正确，这时如果给ir赋个新值就会改变temp的值，是不是很糟糕! 所以要加上const，编译器才会认为是正确的。
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有了上面两小节的准备，让我们来做这么一个题目：
constint p = 1024;
要求用const对象p的地址来初始化一个引用？
这道题有两个解法，先说第一种，分两步做：
constint *pi = &p; // pi本身是非常量指针，指向一个const对象pconstint *&pp = pi; // 引用指向的是非常量指针pi
在这里，pp指向的指针pi是非常量指针，可以重新赋值，但不可以修改p的值。
再看第二种:
constint *const &pi2 = &p;
相信你已经能理解这个语句了^-^!
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好了，写的差不多了，再写下去怕人笑话^0^，谢谢你看完这篇小文章，希望能对你有一点帮助，呵呵!让我们共同进步。
本文的主要参考书籍是 C++ Primer

http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=412