C++成員函數(shù)中const的使用詳解

更新時間：2022年03月13日 15:54:05 作者：EJoft

這篇文章主要為大家詳細介紹了C++成員函數(shù)中const的使用，文中示例代碼介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來幫助

修飾入?yún)?/h2>
首先我們要明白在C++中調(diào)用函數(shù)時存在兩種方法，即傳遞值和傳遞引用。

值傳遞

值傳遞時，調(diào)用函數(shù)時會創(chuàng)建入?yún)⒌目截?，函?shù)中的操作不會對原值進行修改，因此這種方式中不需要使用 const 來修飾入?yún)?，因為其只是對拷貝的臨時對象進行操作。

址傳遞

傳遞地址時函數(shù)中的操作實際上是直接對原來的值進行修改，因此我們這里可以使用 const 修飾入?yún)ⅰ?/p>

const修飾入?yún)?/h3>

當(dāng)const修飾函數(shù)入?yún)r表示該參數(shù)不能被修改，這個是最好理解的，比如一個函數(shù)的功能是拷貝，那么入?yún)⒅械脑次募紩?const 修飾。

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

接下來我們要關(guān)注的是這里 const 對于函數(shù)重載的作用，這里給出結(jié)論，歡迎大家討論，對應(yīng)按值傳遞的函數(shù)來說 const 不會有重載的效果，但是傳遞指針和引用是會有重載的效果。

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

函數(shù)重載的關(guān)鍵是函數(shù)的參數(shù)列表——即函數(shù)特征標(biāo)（function signature）。如果兩個函數(shù)的參數(shù)數(shù)目和類型相同，并且參數(shù)的排列順序也相同，則他們的特征標(biāo)相同，而變量名是無關(guān)緊要的。

總結(jié)一下注意點：

如果輸入?yún)?shù)采用“值傳遞”，**由于函數(shù)將自動產(chǎn)生臨時變量用于復(fù)制該參數(shù)，該輸入?yún)?shù)本來就無需保護，所以不要加 const 修飾。**例如不要將函數(shù) void Func1(int x) 寫成 void Func1(const int x)。
如果參數(shù)作為輸出參數(shù)，不論它是什么數(shù)據(jù)類型，也不論它采用“指針傳遞”還是“引用傳遞”，都不能加 const 修飾，否則該參數(shù)將失去輸出功能（因為有 const 修飾之后，不能改變他的值）。
如果參數(shù)作為輸入?yún)?shù)，可以防止數(shù)據(jù)被改變，起到保護作用，增加程序的健壯性，建議是能加const盡量加上

上述測試代碼如下：

#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

修飾返回值

const 修飾返回值時，表示返回值不能被修改。需要注意的是如果函數(shù)返回值采用“值傳遞方式”，由于函數(shù)會把返回值復(fù)制到外部臨時的存儲單元中，加 const 修飾沒有任何價值。如果返回的是引用或指針，表示不能修改指向的數(shù)據(jù)。

一般用得多的是返回值是引用的函數(shù)，可以肯定的是這個引用必然不是臨時對象的引用，因此一定是成員變量或者是函數(shù)參數(shù)， 所以在返回的時候為了避免其成為左值被修改，就需要加上const關(guān)鍵字來修飾。

我們可以看如下代碼示例：

#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;
}

修飾函數(shù)

const 也可以用來放在函數(shù)末尾，用來修飾成員函數(shù)，表明其是一個常成員函數(shù)，這個對于初次接觸C++的同學(xué)來說會有點陌生，不過這也是C++中嚴謹?shù)牡胤?。先看代碼示例，學(xué)習(xí)任何編程技術(shù)都一定要寫對應(yīng)的代碼，把它跑起來并分析結(jié)果才算是真正學(xué)會了，不會你只是知道了這個知識點，只知其然而不知其所以然。紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行，這里的要躬行指的就是寫代碼。

首先來看如下的代碼

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;
}

上述代碼會報錯，因為 show() 方法不是常成員函數(shù)，而 a 是常對象。本質(zhì)上，成員函數(shù)中都有一個隱含的入?yún)?nbsp;this，這個 this指的就是調(diào)用該方法的對象，而如果在函數(shù)的后面加上 const，那么這個 const 實際上修飾的就是這個 this。也就是說函數(shù)后加上了 const，表明這個函數(shù)不會改變調(diào)用者對象。

這里借用侯捷老師的圖片

在這里插入圖片描述

上面圖片表明，在正常情況下：

non-const對象可以調(diào)用const 或者 non-const 成員函數(shù)
const 對象只可以調(diào)用 const 成員函數(shù)

補充一點，**如果成員函數(shù)同時具有 const 和 non-const 兩個版本的話， const 對象只能調(diào)用const成員函數(shù)， non-const 對象只能調(diào)用 non-const 成員函數(shù)。**如以下代碼示例

#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

這里也是建議能加 const 的時候就加。