C++知识点之成员函数中const的用法

时间:2022-11-26 EJoft 人气:1

const 在C++中是一个很重要的关键字，其不光可以用来修饰变量，还可以放在函数定义中，这里整理了其在函数中的三个用法。

修饰入参

首先我们要明白在C++中调用函数时存在两种方法，即传递值和传递引用。

值传递

值传递时，调用函数时会创建入参的拷贝，函数中的操作不会对原值进行修改，因此这种方式中不需要使用 const 来修饰入参，因为其只是对拷贝的临时对象进行操作。

址传递

传递地址时函数中的操作实际上是直接对原来的值进行修改，因此我们这里可以使用 const 修饰入参。

const修饰入参

当const修饰函数入参时表示该参数不能被修改，这个是最好理解的，比如一个函数的功能是拷贝，那么入参中的源文件都会用 const 修饰。

void A::show(const int *b) {
    cout << "show const";
    //  error:  read-only variable is not assignable
    // *b = 2;
    cout << b << endl;
}

接下来我们要关注的是这里 const 对于函数重载的作用，这里给出结论，欢迎大家讨论，对应按值传递的函数来说 const 不会有重载的效果，但是传递指针和引用是会有重载的效果。

void A::show(const int b)
// void A::show(int b) // error class member cannot be redeclared
void display(int *num); // overload
void display(const int *num); // overload
void fun(A &a); // overload
void fun(const A &a); // overload

函数重载的关键是函数的参数列表——即函数特征标（function signature）。如果两个函数的参数数目和类型相同，并且参数的排列顺序也相同，则他们的特征标相同，而变量名是无关紧要的。

总结一下注意点：

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)。
如果参数作为输出参数，不论它是什么数据类型，也不论它采用“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（因为有 const 修饰之后，不能改变他的值）。
如果参数作为输入参数，可以防止数据被改变，起到保护作用，增加程序的健壮性，建议是能加const尽量加上

上述测试代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;
class A {
private:
    int a;
public:
    A(int a) {
        this->a = a;
    }

    void show(int b);
    // error redeclared
    // void show(const int b);
    void display(int *num); // ok
    void display(const int *num); // ok
    void fun(A &a);
    void fun(const A &a);
    void happy(int * h);
    void hour(const int * h);
};

void A::show(int b) {
    cout << "show: " << b << endl;
}

void A::display(int *num) {
    cout << "display:" << *num << endl;
}

void A::display(const int *num) {
    cout << "const display:" << *num << endl;
}

void A::fun(A &obj) {
    cout << "fun: " << obj.a << endl;
}

void A::fun(const A &obj) {
    cout << "const fun: " << obj.a << endl;
}

void A::happy(int *h) {
    cout << "happy:" << *h << endl;
}

void A::hour(const int *h) {
    cout << "const hour:" << *h << endl;
}

int main() {
    A a(1);
    const A a2(11);
    int b1 = 2;
    const int b2 = 3;
    // test overload
    a.show(b1);
    a.show(b2);
    a.display(&b1);
    a.display(&b2);
    a.fun(a);
    a.fun(a2);
    // test const
    a.happy(&b1);
    // a.happy(&b2); // error cannot initialize a parameter of type 'int *' with an rvalue of type 'const int *'
    a.hour(&b1);
    a.hour(&b2);
    return 0;
}

// ouptut
show: 2
show: 3
display:2
const display:3
fun: 1
const fun: 11
happy:2
const hour:2
const hour:3

修饰返回值

const 修饰返回值时，表示返回值不能被修改。

需要注意的是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。如果返回的是引用或指针，表示不能修改指向的数据。

一般用得多的是返回值是引用的函数，可以肯定的是这个引用必然不是临时对象的引用，因此一定是成员变量或者是函数参数， 所以在返回的时候为了避免其成为左值被修改，就需要加上const关键字来修饰。

我们可以看如下代码示例：

#include <iostream>

using namespace std;

class Alice {
private:
    int a;
public:
    Alice(int a): a(a) {}
    int get_a() {return a;}
    const int* get_const_ptr() {return &a;}
    int* get_ptr() {return &a;}
};

int main() {
    Alice alice(1);
    int a1 = alice.get_a(); // ok
    cout << a1 << endl;
    const int a2 = alice.get_a(); // ok
    cout << a2 << endl;

    // error cannot initialize a variable of type 'int *' with an rvalue of type 'const int *'
    // int* b1 = alice.get_const_ptr();
    const int* b2 = alice.get_const_ptr(); // ok
    cout << *b2 << endl; // ok
    // *b2 = 3; // error read-only variable is not assignable

    *(alice.get_ptr()) = 3;
    cout << alice.get_a() << endl; // 3
    return 0;
}

修饰函数

const 也可以用来放在函数末尾，用来修饰成员函数，表明其是一个常成员函数，这个对于初次接触C++的同学来说会有点陌生，不过这也是C++中严谨的地方。

先看代码示例，学习任何编程技术都一定要写对应的代码，把它跑起来并分析结果才算是真正学会了，不会你只是知道了这个知识点，只知其然而不知其所以然。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，这里的要躬行指的就是写代码。

首先来看如下的代码

class Alice {
private:
    int a;
public:
    Alice(int a): a(a) {}
    void show();
};

void Alice::show() {
    cout << "hello Alice" << endl;
}

int main() {
    const Alice a(1);
    //  error: 'this' argument to member function 'show' has type 'const Alice', but function is not marked const
    // a.show();
    return 0;
}

上述代码会报错，因为 show() 方法不是常成员函数，而 a 是常对象。

本质上，成员函数中都有一个隐含的入参 this，这个 this指的就是调用该方法的对象，而如果在函数的后面加上 const，那么这个 const 实际上修饰的就是这个 this。

也就是说函数后加上了 const，表明这个函数不会改变调用者对象。

这里借用侯捷老师的图片

上面图片表明，在正常情况下：

non-const对象可以调用const 或者 non-const 成员函数
const对象只可以调用 const 成员函数

补充一点，**如果成员函数同时具有 const 和 non-const 两个版本的话， const 对象只能调用const成员函数， non-const 对象只能调用 non-const 成员函数。

**如以下代码示例

#include <iostream>
using namespace std;

class R {
public:
    R(int r1, int r2) {
        a = r1;
        b = r2;
    }

    void print();
    void print() const;

private:
    int a;
    int b;
};

void R::print() {
    cout << "normal print" << endl;
    cout << a << ", " << b << endl;
}

void R::print() const {
    cout << "const print" << endl;
    cout << a << ", " << b << endl;
}

int main() {
    R a(5, 3);
    a.print();
    const R b(6 ,6);
    b.print();
    return 0;
}
// output
normal print
5, 3
const print
6, 6

这里也是建议能加 const 的时候就加。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。

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