Effective C++ 条款03 尽可能使用const

た入场券 2022-05-21 12:47 193阅读 0赞

# 条款3 尽可能使用const #

1. const 可被施加于任何作用域内的对象，函数参数，函数返回类型，成员函数本体；用const修饰指针，可指出指针自身、指针所指物或两者都（或都不）是const。如果const出现在\*之前,表明指针不能更改所指向的对象的内容，如果const出现在\*之后，表明指针只能指向同一块内存。另外int const\*p和const int\*p含义相同。如果对象成员有普通指针，那么构造该类的一个const对象时，const修饰使得该指针只能指向同一块内存，但指针指向的内容可以改变。

char greeting[] = "Hello";
    char *p = greeting;            //non-const pointer,non-const data
    const char*p = greeting;       //non-const pointer,const data
    char *const p = greeting;      //const pointer,non-const data
    const char *const p = greeting;//const pointer,const data

2. STL迭代器系以指针为根据塑模，类似T\* ，被const 修饰的迭代器不能指向其他内存对象，但是所指物的值是可改变的，若需要所指物不可改动，则申明类型为const\_iterator:

std::vector<int>vec;
    ...
    const std::vector<int>::iterator iter = vec.begin();//iter的作用像个T* const
    *iter = 10;                                         //OK，可改变iter所指物
    ++iter;                                             //No！iter是const
    std::vector<int>::const_iterator cIter = vec.begin();
    *cIter = 10;                                        //No!*cIter是const
    ++cIter;                                            //OK，改变cIter

3. const与函数返回值，参数，函数自身（如果是成员函数）产生关联，借助编译器侦测出错误用法

令函数返回一个常量值，不能改变使用参数的引用：

class Rational{...};
    const Rational operator*(const Rational &lhs,const Rational &rhs);

这只是单纯的重载\*号运算符，当函数返回类型为non-const的话：

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

if(a*b = c)...

在a\*b的成功上调用operator=，成功的对乘积做了一次赋值（assignment），可能也只是打字错误

4. const成员函数，将const实施于成员函数的目的，为了确认该成员函数可作用于const对象身上。如果成员函数只是常量性不同，可以被重载，这类成员函数的重要理由：

a.使class接口容易理解，哪些函数可以或不可以改动对象内容

b.这使改动const对象成为可能

class TextBlock{
    public:
        ...
        const char& operator [](std::size_t position) const{
            return text[position];
        }
     char& operator [](std::size_t position){
            return text[position];
        }
    private:
        std::string text;
    };

可以这样使用：

TextBlock tb("Hello");           
    std::cout<<tb[0];               //正确-读non-const     
    tb[0] = 'x';                    //正确-写non-const
    const TextBlock ctb("World");    
    std::cout<<ctb[0];              //正确-读const
    ctb[0] = 'x';                    //错误！写const

5. 编译器强制实行bitwise constness(又称physical constness,物理上的常量性,即成员函数不更改对象的任何一个bit时才可以说是const),例如:

class TextBlock{
    public:
        ...
        char& operator [](std::size_t position) const{
            return pText[position];
        }
    private:
        char* pText;
    }

编译器认定它是bitwise constness的,但是它却允许以下代码的存在:

const CTxetBlock cctb("Hello");
    char* pc=&cctb[0];
    *pc='J';//实际测试则是运行报错的

这是由于只有pText是cctb的一部分,其指向的内存并不属于cctb

程序员编写程序时应该使用conceptual constness(概念上的常量性或logical constness,逻辑上的常量性,即一个const成员函数可以处理它所修改的对象的某些bits,但只有在客户端侦测不出的情况下才得如此),例如对于某些特殊类,其中的某些成员的值注定是要改变的,因此可以用mutual关键字修饰,从而实现即使对象被设定为const,其特定成员的值仍然可以改变的效果.此时该类符合conceptual constness而不符合bitwise constness.

4. 如果参数是引用,可以基于参数是否为const实现函数重载(也可以基于指针是否为const实现函数重载),特殊的,对于成员函数,因为它存在一个隐含的this指针参数,因而可以基于函数是否为const实现重载.

6. 当const和non-const成员函数拥有重复的实现时,令non-const版本调用const版本可避免代码重复,例如对于以下实现:

class TextBlock{
    public:
        ...
        const char& operator[](std::position) const{
            ...
            return text[position];
        }
        char& operator[](std::position) {
            ...
            return text[position];
        }
    private:
        std::string text;
    }

通过令non-const版本调用const版本如下:

class TextBlock{
    public:
        ...
        const char& operator[](std::size_t position) const{
            ...
            return text[position];
        }
        char operator[](std::size_t position){
            return const_cast<char&>(
                 static_cast<const TextBlock&>(*this)[position]);
        }
        ...
    };

可以看出,经过了两次类型转换,第一次通过static\_cast将\*this转为const TextBlock&以确保调用的是operator\[\]的const版本,否则会调用非const版本导致递归调用造成栈溢出;第二次通过const\_cast去掉const版本的opsrator\[\]返回的const char&的const特性以与函数的返回类型相匹配.

注意,不能用const版本调用non-const版本,因为non-const版本极有可能改变对象的值,这与const版本的const特性相矛盾.

7.对于const\_cast的行为,尝试修改其值打印地址实则显示其值并没有改变

#include<iostream>
    using std::cout;
    using std::endl;
    int main(){
        const int a = 5;
        int& rta = const_cast < int&>(a) ;
        rta = 6;
        cout << "a: " << a << "    rtr: " << rta << endl;
        cout << "&a: " << &a << "     &rta: " << &rta;
        system("pause");
        return 0;
    }