Daily-C-Study(7)：C语言const关键字
Daily-C-Study(7)：C语言const关键字
成于坚持，败于止步
const 是constant 的缩写，是恒定不变的意思，也翻译为常量、常数等。很不幸，正是因为这一点，很多人都认为被const 修饰的值是常量。这是不精确的，精确的说应该是只读的变量，其值在编译时不能被使用，因为编译器在编译时不知道其存储的内容（这里你该怀疑我是不是在说梦话了，不知他存储的内容那我们怎么使用啊，我会对说话的话负责的，稍等O(∩_∩)O~），精确的说应该是不能被write，不能被修改。或许当初这个关键字应该被替换为readonly。
const 推出的初始目的，正是为了取代预编译指令，消除它的缺点，同时继承它的优点。我们看看它与define 宏的区别。很多人误以为define 是关键字，但是事实上32 个关键字里是没有define的一席之地的。
const 修饰的只读变量
定义const 只读变量，具有不可变性。例如：
const int Max=100;
int Array[Max];
这里请在Visual C++6.0 里分别创建.c 文件和.cpp 文件测试一下。你会发现在.c 文件中，编译器会提示出错，而在.cpp 文件中则顺利运行。为什么呢？我们知道定义一个数组必须指定其元素的个数。这也从侧面证实在C 语言中，const 修饰的Max 仍然是变量，只不过是只读属性罢了；而在C++里，扩展了const 的含义，在后面在讨论这一部分吧。
注意：const 修饰的只读变量必须在定义的同时初始化，因为过了这个村就没这个店了，之后你被禁止改变这个变量了难道不是吗？这里给大家个实例便于理解，请动手测试一下。
#include
void main(void)
{
int const dat = 2;
int x = 0,z;
switch (dat)
{
case 0:
x += 1;
break;
case 1:
x += 2;
break;
case 2:
x += 3;
break;
default:break;
}
z = x;
} 这个代码是无法编译通过的，当然首先你得知道case这家伙有点洁癖，case 语句后面只能是常量，那么为什么上面报错也就不言而喻了，case抱怨自己后面跟的不是常量，自然就拒绝编译通过啊，这里也就验证了我们上面说过的话，const修饰的变量只是readonly，但是他本身还是变量，跟常量没有一毛钱关系O(∩_∩)O~
节省空间，避免不必要的内存分配，同时提高效率
编译器通常不为普通const 只读变量分配存储空间，而是将它们保存在符号表中，这使得它成为一个编译期间的值，没有了存储与读内存的操作，使得它的效率也很高。这里就为我上面的话好好解释解释，我没有大放厥词，是的，const修饰的变量定义时根本没有分配存储空间，他只是暂时保存在符号表里面的，你用的时候直接用就好了，不用经过内存区read，即使想read也是无法read的，更不用说write了，可以理解了吧？O(∩_∩)O~例如：
#define M 3 //宏常量
const int N=5; //此时并未将N 放入内存中......
int i=N; //此时为N 分配内存，以后不再分配！
int I=M; //预编译期间进行宏替换，分配内存
int j=N; //没有内存分配
int J=M; //再进行宏替换，又一次分配内存！const 定义的只读变量从汇编的角度来看，只是给出了对应的内存地址，而不是象#define一样给出的是立即数，所以，const 定义的只读变量在程序运行过程中只有一份拷贝（因为它是全局的只读变量，存放在静态区），而#define 定义的宏常量在内存中有若干个拷贝。
#define 宏是在预编译阶段进行替换，而const 修饰的只读变量是在编译的时候确定其值。
#define 宏没有类型，而const 修饰的只读变量具有特定的类型。
修饰一般变量
一般常量是指简单类型的只读变量，最好我们还是不要把它叫做常量比较妥当。这种只读变量在定义时，修饰符const 可以用在类型说明符前，也可以用在类型说明符后。例如：int const i=2; 或const int i=2;
修饰数组
定义或说明一个只读数组可采用如下格式：int const a[5]={1, 2, 3, 4, 5};或
const int a[5]={1, 2, 3, 4, 5};
修饰指针
const int *p; // p 可变，p 指向的对象不可变
int const *p; // p 可变，p 指向的对象不可变
int *const p; // p 不可变，p 指向的对象可变
const int *const p; //指针p 和p 指向的对象都不可变
这里很容易混淆这几种情况。这里给出一个记忆和理解的方法：先忽略类型名（编译器解析的时候也是忽略类型名），我们看const 离哪个近。“近水楼台先得月”，离谁近就修饰谁。const int *p; //const 修饰*p,p 是指针，*p 是指针指向的对象，不可变
int const *p; //const修饰*p,p 是指针，*p 是指针指向的对象，不可变
int *const p; //const修饰p，p 不可变，p 指向的对象可变const int *const p; //前一个const 修饰*p,后一个const 修饰p，指针p 和p 指向的对象都不可变
修饰函数的参数
const 修饰符也可以修饰函数的参数，当不希望这个参数值被函数体内意外改变时使用。例如：
void Fun(const int i);
告诉编译器i 在函数体中的不能改变，从而防止了使用者的一些无意的或错误的修改。
这里还是要多花些时间了，const配合指针，引用使用一直是个难点：
(a)常量与指针
常量与指针放在一起很容易让人迷糊。对于常量指针和指针常量也不是所有的学习C/C++的人都能说清除。例如：
const int *m1 = new int(10);
int* const m2 = new int(20);
在上面的两个表达式中，最容易让人迷惑的是const到底是修饰指针还是指针指向的内存区域？其实，只要知道：const只对它左边的东西起作用，唯一的例外就是const本身就是最左边的修饰符，那么它才会对右边的东西起作用。根据这个规则来判断，m1应该是常量指针（即，不能通过m1来修改它所指向的内容。）；而m2应该是指针常量（即，不能让m2指向其他的内存模块）。由此可见：
1. 对于常量指针，不能通过该指针来改变所指的内容。即，下面的操作是错误的：
int i = 10;
const int *pi = &i;
*pi = 100;
因为你在试图通过pi改变它所指向的内容。但是，并不是说该内存块中的内容不能被修改。我们仍然可以通过其他方式去修改其中的值。例如：
// 1: 通过i直接修改。
i = 100;
// 2: 使用另外一个指针来修改。
int *p = (int*)pi;
*p = 100;
实际上，在将程序载入内存的时候，会有专门的一块内存区域来存放常量。但是，上面的i本身不是常量，是存放在栈或者堆中的。我们仍然可以修改它的值。而pi不能修改指向的值应该说是编译器的一个限制。
2. 根据上面const的规则，const int *m1 = new int(10);我们也可写作：
int const *m1 = new int(10);
这是，理由就不须作过多说明了。
3. 在函数参数中指针常量时表示不允许将该指针指向其他内容。
void func_02(int* const p)
{
int *pi = new int(100);
//错误！P是指针常量。不能对它赋值。
p = pi;
}
int main()
{
int* p = new int(10);
func_02(p);
delete p;
return 0;
}void func(const int *pi)
{
//错误！不能通过pi去改变pi所指向的内容！
*pi = 100;
}
int main()
{
int* p = new int(10);
func(p);
delete p;
return 0;
}#include
#include
void func(const int *pi)
{
//这里相当于重新构建了一个指针，指向相同的内存区域。当然就可以通过该指针修改内存中的值了。
int* pp = (int*)pi;
*pp = 100;
}
int main()
{
using namespace std;
int* p = new int(10);
cout << "*p = " << *p << endl;
func(p);
cout << "*p = " << *p << endl;
delete p;
return 0;
} (b)常量与引用
常量与引用的关系稍微简单一点。因为引用就是另一个变量的别名，它本身就是一个常量。也就是说不能再让一个引用成为另外一个变量的别名, 那么他们只剩下代表的内存区域是否可变。即：
int i = 10;
// 正确：表示不能通过该引用去修改对应的内存的内容。
const int& ri = i;
// 错误！不能这样写。
int& const rci = i;
const int& ri = i;// 错误！不能这样写。
int& const rci = i;
由此可见，如果我们不希望函数的调用者改变参数的值。最可靠的方法应该是使用引用。下面的操作会存在编译错误：void func(const int& i)
{
// 错误！不能通过i去改变它所代表的内存区域。
i = 100;
}
int main()
{
int i = 10;
func(i);
return 0;
}这里已经明白了常量与指针以及常量与引用的关系。但是，有必要深入的说明以下。在系统加载程序的时候，系统会将内存分为4个区域：堆区 栈区 全局区（静态）和代码区。从这里可以看出，对于常量来说，系统没有划定专门的区域来保护其中的数据不能被更改。也就是说，使用常量的方式对数据进行保护是通过编译器作语法限制来实现的。我们仍然可以绕过编译器的限制去修改被定义为“常量”的内存区域。看下面的代码：
const int i = 10;
// 这里i已经被定义为常量，但是我们仍然可以通过另外的方式去修改它的值。
// 这说明把i定义为常量，实际上是防止通过i去修改所代表的内存。
int *pi = (int*) &i;
*pi=100;这种方法就可以实现修改这个内存地址的数据了
七、修饰函数的返回值
const 修饰符也可以修饰函数的返回值，返回值不可被改变。例如：
const int Fun (void);
在另一连接文件中引用const 只读变量：
extern const int i; //正确的声明
extern const int j=10; //错误！只读变量的值不能改变。注意这里是声明不是定义，关于声明和定义的区别，不知道还是要搞搞清楚的
这里还是接着再花点时间说说C++陷阱对const的讲解吧
看到const关键字，C++程序员首先想到的可能是const常量。这可不是良好的条件反射。如果只知道用const定义常量，那么相当于把火药仅用于制作鞭炮。const更大的魅力是它可以修饰函数的参数、返回值，甚至函数的定义体。
const是constant的缩写，“恒定不变”的意思。被const修饰的东西都受到强制保护，可以预防意外的变动，能提高程序的健壮性。所以很多C++程序设计书籍建议：“Use const whenever you need”。
1.用const修饰函数的参数
如果参数作输出用，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。
2.const只能修饰输入参数：
如果输入参数采用“指针传递”，那么加const修饰可以防止意外地改动该指针，起到保护作用。
例如StringCopy函数：
void StringCopy(char *strDestination, const char *strSource);
其中strSource是输入参数，strDestination是输出参数。给strSource加上const修饰后，如果函数体内的语句试图改动strSource的内容，编译器将指出错误。
3. 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)。同理不要将函数void Func2(A a) 写成void Func2(const A a)。其中A为用户自定义的数据类型。
4. 对于非内部数据类型的参数而言，像void Func(A a) 这样声明的函数注定效率比较底。因为函数体内将产生A类型的临时对象用于复制参数a，而临时对象的构造、复制、析构过程都将消耗时间。
为了提高效率，可以将函数声明改为void Func(A &a)，因为“引用传递”仅借用一下参数的别名而已，不需要产生临时对象。但是函数void Func(A &a) 存在一个缺点：“引用传递”有可能改变参数a，这是我们不期望的。解决这个问题很容易，加const修饰即可，因此函数最终成为void Func(const A &a)。
以此类推，是否应将void Func(int x) 改写为void Func(const int &x)，以便提高效率？完全没有必要，因为内部数据类型的参数不存在构造、析构的过程，而复制也非常快，“值传递”和“引用传递”的效率几乎相当。
说一下，内部数据类型基本包括以下类型：Byte、Boolean、Integer、Long、Single、Double、Currency、Decimal、Date、Object 以及 String
是不是开始纠结了啊，我只好将“const &”修饰输入参数的用法总结一下：
a.对于非内部数据类型的输入参数，应该将“值传递”的方式改为“const引用传递”，目的是提高效率。例如将void Func(A a) 改为void Func(const A &a)。
b.对于内部数据类型的输入参数，不要将“值传递”的方式改为“const引用传递”。否则既达不到提高效率的目的，又降低了函数的可理解性。例如void Func(int x) 不应该改为void Func(const int &x)。
5. 如果给以“指针传递”方式的函数返回值加const修饰，那么函数返回值（即指针）的内容不能被修改，该返回值只能被赋给加const修饰的同类型指针。
例如函数
const char * GetString(void);
如下语句将出现编译错误：
char *str = GetString();
正确的用法是
const char *str = GetString();
6. 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。
例如不要把函数int GetInt(void) 写成const int GetInt(void)。
同理不要把函数A GetA(void) 写成const A GetA(void)，其中A为用户自定义的数据类型。
如果返回值不是内部数据类型，将函数A GetA(void) 改写为const A & GetA(void)的确能提高效率。但此时千万千万要小心，一定要搞清楚函数究竟是想返回一个对象的“拷贝”还是仅返回“别名”就可以了，否则程序会出 错。见6.2节“返回值的规则”。
函数返回值采用“引用传递”的场合并不多，这种方式一般只出现在类的赋值函数中，目的是为了实现链式表达。这个地方其实还是很难于理解的
就先到这里，O(∩_∩)O~
我的专栏地址：http://blog.csdn.net/column/details/c-daily-study.html
待续。。。。。。