C++中const用法详解

本文主要内容来自CSDN论坛: http://bbs.csdn.net/topics/310007610

我做了下面几点补充.

补充:

1. 用const声明全局变量时, 该变量仅在本文件内可见, 类似于加了static修饰.

下面的全局变量声明

const int states = 50; 

与

stacic const int states = 50; 

效果相同;

这样规定的好处是可以将const变量放在头文件中, 而不会出现重复定义变量的错误, 应该每个包含该文件的

文件都相当于声明一个static类型的const 变量.

若在使const 变量全局可见, 需要有extern修饰, 如下:

extern const int states = 50;

2. 可以将一级指针赋值给const修饰的一级指针, 但不能将二级指针赋值给const修饰的二级指针

如

int age = 39; // age++ is a valid operation
int * pd = &age; // *pd = 41 is a valid operation
const int * pt = pd; // *pt = 42 is an invalid operation

上面是一级指针的情况, 但下面就不同了

const int **pp2;
int *p1;
const int n = 13;
pp2 = &p1; // not allowed, but suppose it were
*pp2 = &n; // valid, both const, but sets p1 to point at n
*p1 = 10; // valid, but changes const n

可以看到这样规定原因是二级指针会导致修改const内容的值.

3. mutable修饰符与const的关系

如果在一个stuct或class中将数据成员用mutable修饰, 那么当该stuct或class的实例被const修饰, e其被mutabl

修饰的数据成员是可以改变的. 如下:

struct data
{
char name[30];
mutable int accesses;
...
};
const data veep = {"Claybourne Clodde", 0, ... };
strcpy(veep.name, "Joye Joux"); // not allowed
veep.accesses++; // allowed

4. 将Const类型转化为非Const类型的方法

采用const_cast 进行转换。  
用法：const_cast <type_id>  (expression) 
该运算符用来修改类型的const或volatile属性。除了const 或volatile修饰之外， type_id和expression的类型是一样的。

·             常量指针被转化成非常量指针，并且仍然指向原来的对象；

·             常量引用被转换成非常量引用，并且仍然指向原来的对象；

·             常量对象被转换成非常量对象。

下面的内容来自CSDN论坛: http://bbs.csdn.net/topics/310007610

本人作了一些版式的整理, 感谢原作者!

1. 限定符声明变量只能被读

   const int i = 5;

   int j = 0;

   ...

   i = j;   //非法，导致编译错误

   j = i;   //合法

2. 必须初始化

   const int i = 5;    //合法

   const int j;      //非法，导致编译错误

3. 在另一连接文件中引用const常量

   extern const int i;     //合法

   extern const int j=10;  //非法，常量不可以被再次赋值

4. 便于进行类型检查

   用const方法可以使编译器对处理内容有更多了解。

   #define I 10

   const long &i=10;   

/* dapingguo提醒：由于编译器的优化，使得在const long i=10; 时i不被分配内存，而是已10直接代入以后的引

用中，以致在以后的代码中没有错误，为达到说教效果，特别地用&i明确地给出了i的内存分配。不过一旦你关

闭所有优化措施，即使const long i=10;也会引起后面的编译错误。*/

   char h=I;      //没有错

   char h=i;      //编译警告，可能由于数的截短带来错误赋值。

5. 可以避免不必要的内存分配

   #define STRING "abcdefghijklmn\n"

   const char string[]="abcdefghijklm\n";

   ...

   printf(STRING);   //为STRING分配了第一次内存

   printf(string);   //为string一次分配了内存，以后不再分配

   ...

   printf(STRING);   //为STRING分配了第二次内存

   printf(string);

   ... 

由于const定义常量从汇编的角度来看，只是给出了对应的内存地址，而不是象#define一样给出的是立即数，

所以，const定义的常量在程序运行过程中只有一份拷贝，而#define定义的常量在内存中有若干个拷贝。

6. 可以通过函数对常量进行初始化

   int value(); 

   const int i=value();

   dapingguo说：假定对ROM编写程序时，由于目标代码的不可改写，本语句将会无效，不过可以变通一下：

   const int &i=value();

   只要令i的地址处于ROM之外，即可实现：i通过函数初始化，而其
值有不会被修改。

7. 是不是const的常量值一定不可以被修改呢？

   观察以下一段代码：

   const int i=0;

   int *p=(int*)&i;

   p=100;

   通过强制类型转换，将地址赋给变量，再作修改即可以改变const常量值。

8. 请分清数值常量和指针常量，以下声明颇为玩味：

   int ii=0;

   const int i=0;            //i是常量，i的值不会被修改

   const int *p1i=&i;        //指针p1i所指内容是常量，可以不初始化

   int  * const p2i=&ii;     //指针p2i是常量，所指内容可修改

   const int * const p3i=&i; //指针p3i是常量，所指内容也是常量

   p1i=&ii;                  //合法

   *p2i=100;                 //合法 

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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，参考了康建东兄的const使

用详解一文，对其中进行了一些补充，写下了本文。

1.       const常量，如const int max = 100;  

优点：const常量有数据类型，而宏常量没有数据类型。编译器可以对前者进行类型安全检查，而对后者只进

行字符替换，没有类型安全检查，并且在字符替换时可能会产生意料不到的错误（边际效应）

2.       const 修饰类的数据成员。如：

class A

{

    const int size;

    … 

}

const数据成员只在某个对象生存期内是常量，而对于整个类而言却是可变的。因为类可以创建多个对象，不

同的对象其const数据成员的值可以不同。所以不能在类声明中初始化const数据成员，因为类的对象未被创建

时，编译器不知道const 数据成员的值是什么。如

class A

{

const int size = 100;    //错误

int array[size];         //错误，未知的size

}

const数据成员的初始化只能在类的构造函数的初始化表中进行。要想建立在整个类中都恒定的常量，应该用

类中的枚举常量来实现。如

class A

{…

enum {size1=100, size2 = 200 };

int array1[size1];

int array2[size2]; 

}

枚举常量不会占用对象的存储空间，他们在编译时被全部求值。但是枚举常量的隐含数据类型是整数，其最

大值有限，且不能表示浮点数。

3.       const修饰指针的情况，见下式：

int b = 500; 

const int* a = &           [1] 

int const *a = &           [2] 

int* const a = &           [3] 

const int* const a = &     [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。 

4.     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const常量初始化的情况：

A* d = new A(); 

const A* c = d; 

或者：const A* c = new A(); 

3）引用const常量初始化的情况： 

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;

5.     const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( );

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，且只能修饰输入参数;若输入参数采用“值传递”方式，

由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数，该参数本就不需要保护，所以不用const修饰。

[总结] 对于非内部数据类型的输入参数，如struct或class, 该将“值传递”的方式改为“const引用传递”，目的是为

了提高效率。

例如，将void Func(A a)改为void Func(const A &a)

      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。例如void Func(int x)不应该改为void Func(const int &x)

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]

1.     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，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。 

2.       如果给采用“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。如：

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();

3.     函数返回值采用“引用传递”的场合不多，这种方式一般只出现在类的赙值函数中，目的是为了实现链式

表达。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

(a=b)=c;          //不正常，但是合法

若赋值函数的返回值加const修饰，那么该返回值的内容不允许修改，上例中a=b=c依然正确。(a=b)=c就不正

确了。

[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);

6.     类成员函数中const的使用 

一般放在函数体后，形如：void fun() const; 

任何不会修改数据成员的函数都因该声明为const类型。如果在编写const成员函数时，不慎修改了数据成员，

或者调用了其他非const成员函数，编译器将报错，这大大提高了程序的健壮性。如：

class Stack

{

public:

      void Push(int elem);

      int Pop(void);

      int GetCount(void) const;   //const 成员函数

private: 

      int m_num;

      int m_data[100];

};

int Stack::GetCount(void) const

{

  ++m_num;              //编译错误，企图修改数据成员m_num

  Pop();                    //编译错误，企图调用非const函数

  Return m_num;

}

7.       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; 

[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。

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