尽可能使用const

Posted 2021-03-04 swenwen

1、const用于定义常量

编译器可以对其进行静态数据类型检查

2、const可用于修饰形式参数

若你在编写函数时，并没有打算改变参数，这是就应该将参数的类型设置为const reference，这样既可以保证参数的常量性，又提高了传值的效率

3、const修饰返回值

    若函数的返回值时const pointer，则返回值不可被直接修改，而且返回值必须赋值给const同种类型

    令函数返回一个常量值，该const为顶层const，编译器会直接忽视其作用，但有时会降低因用户的错误而造成的意外

1 class Rational {};
2 const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs);
3 
4 Rational a, b, c;
5 
6 (a * b) = c;        //编译错误
7 if ((a * b) = c)    //编译错误

4、const成员函数

可以保证该成员函数可以作用于const对象身上

两个成员函数如果只是常量性(constness)不同，可以被重载

bitwise constness

　　成员函数只有在不更改对象的非静态成员变量时才可以说是const，即不更改对象内的任何一个bit，但是有一种特殊情况，类的数据成员为指针，改变指针所指之物并不会改变对象的常量性，可以通过bitwise constness测试

logical constness

　　类中的某些数据成员的变化并不会影响对象的常量性，而将这些数据成员设为mutable

　　mutable可以释放掉non-static成员变量的bitwiss constness约束

5、在const和non-const成员函数中避免代码重复

例如下面的例子

 1 class TextBlock {
 2 public:
 3     const char &operator[](std::size_t position) const {
 4         ......;    //边界检查(bounds checking)
 5         ......;    //日志数据访问(log access data)
 6         ......;    //检验数据的完整性(verify data integrity)
 7         return text[position];
 8     }
 9 
10     char &operator[](std::size_t position) {
11         ......;    //边界检查(bounds checking)
12         ......;    //日志数据访问(log access data)
13         ......;    //检验数据的完整性(verify data integrity)
14         return text[position];
15     }
16 private:
17     std::string text;
18 };

 在上面的例子中，两个都是下标运算符的重载，只是一个函数是const，作用于const对象，一个函数是non-const，作用于non-const对象，其他实现细节相同，会导致大量的代码重复。有人会说，我可以将边界检查，日志数据访问和检验数据的完整性写成三个private函数，提供给这两个下标运算符重载函数的使用，但是这样并不会解决代码重复的问题，你还是重复了一些代码，例如函数的调用，两次return语句等。你需要做的是实现一次operator[]功能，并使用它两次，也就是说，你必须令其中一个调用另一个。

你无法使用const operator[]函数去调用non-const operator[]函数，因为const operator[]函数可以保证调用对象的bitwess constness，也就是说const对象可以放心调用，但是const operator[]去调用non-const operator[]来避免代码的重复性，这样const operator[]就不会保证调用者的常量性，也就失去了const函数的本质，编译器是不允许的。你的做法也只能用non-const operator[]去调用const operator[]，详情请看下面

 1 class TextBlock
 2 {
 3 public:
 4     const char &operator[](std::size_t position) const {
 5         ......;    //边界检查(bounds checking)
 6         ......;    //日志数据访问(log access data)
 7         ......;    //检验数据的完整性(verify data integrity)
 8         return text[position];
 9     }
10 
11     char &operator[](std::size_t position) {
12         return const_cast<char&>(
13                   static_cast<const TextBlock&>(*this)
14                            [position]);
15     }
16 private:
17     std::string text; 
18 };

当你用const TextBlock对象去调用下标运算符时，调用的是const版本的operator[]；当你使用non-const TextBlock对象去调用下标运算符时，调用的是non-const版本的operator[]

在non-const 版本的operator中，首先将调用的对象强制转换成const对象，以避免重复递归调用自己，当调用完const版本的operator[]时，返回的是const char的引用，此时const char的引用指向的char对象本身并不是const，所以你可以用const_cast将其const去掉。