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effective c++系列：const详解

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const关键字

  • const名叫常量限定符，用来限定特定变量，以通知编译器该变量是不可修改的。习惯性的使用const，可以避免在函数中对某些不应修改的变量造成可能的改动。

const和#define的区别

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const int a = 0; 
#define b 200
  • 编译器处理方式不同
    • #define在预处理阶段展开。
      const在编译期间使用。
  • 类型和安全检查方式不同
    • #define宏没有类型，不做任何类型检查，仅仅是展开。
      const常量有具体的类型，在编译阶段会执行类型检查。
  • 存储方式不同
    • define宏仅仅是展开，有多少地方使用，就展开多少次，不会分配内存。
      const常量会在内存中分配(可以是堆中也可以是栈中)。
  • 作用域
    • #define只能定义全局变量 const可以定义类内专属常量。 
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      class A{
          public:
          const int a = 9;
      };
      A obj;
      cout << obj.a << endl;//ok
      cout << a << endl;//error！only visible in class
  • const的几个优点
    • 编译器可以检查const类型 #define只是进行替换。
    • 调试器可以对const进行调试，但不能对宏变量进行调试。
  • 对于常量，尽量使用const、enum代替#define
  • 对于函数宏定义，尽量使用inline函数代替#define

const的内存分配

  • 对于基础类型（整数，浮点数，字符） 系统不会给const变量开辟空间，会将其放到符号表中。
  • 对const变量取地址的时候 系统就会给它开辟空间。
  • 当用变量给const变量赋值时，系统直接为其开辟空间而不会把它放入符号表中。
  • const 自定义数据类型(结构体、对象) 和数组系统会分配空间。

主要功能和用法

  • 在class外部修饰全局变量 
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    const int a = 1;
    #include <iostream>
    using namespace std;
    extern const int a;
    int main()
    {
        int *p = (int *)(&a);
        *p = 8;//error!Exception has occurred.Segmentation fault
        cout << "a=" << a << endl;
        cout << "*p=" << *p;
        return 0;
    }
  • 修饰namespace作用域中的常量 
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    #include <iostream>
    namespace hqin{
        const int a = 0;
        
    } // namespace hqin
    int main()
    {
        hqin::a = 1; //error: assignment of read-only variabl 'hqin::a'
        return 0;
    }
  • 修饰文件、函数或者作用域中被声明为static的对象
    • 不希望改变static变量时使用。
  • 通常情况下如果不希望改变文件指针、函数内部等更改数据，就命名为const类型 
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    template<typename T>
    class A{
        public:
        //不希望改变x,y，函数内部也不希望改变data
        inline T sum (const T& x, const T& y) const{
            return x + y;
        }
    };
    A<complex<int>> test = A<complex<int>>();
    complex<int> a(1,1);
    complex<int> b(1,1);
    cout << test.sum(a,b);
  • 修饰class内部的static和non-static成员变量 
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    class A{
        public:
        const int x = 0;
        const static int y = 0;
    };
  • 修饰指针、指针所指物 
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    int * const p1; // p1:只读  *p1:变量
    const int *p2; // p2:变量 *p2:只读
    int const *p3; // p3:变量 *p3:只读
    int const * const p4; // p4:只读 *p4:只读
    const int * const p5; // p5:只读 *p5:只读

const初始化

  • 在c++ 11 之前，普通变量、常量（const）、静态（static）、静态常量（static const)的初始化和声明如下表所示。

    type 声明时初始化 初始化列表初始化 构造函数内初始化 类外初始化
    普通变量 x √ √ x (整型除外)
    const x √ x x
    static x x x √
    static const x x x √

  • c++ 11之后，如下表所示。

    type 声明时初始化 初始化列表初始化 构造函数内初始化 类外初始化
    普通变量 √ √ √ x (整型除外)
    const x √ x x
    static x x x √
    static const x x x √