C++中const的妙用

const的基本概念：

const名叫常量限定符，用來限定特定變數，以通知編譯器該變數是不可修改的。習慣性的使用const，可以避免在函式中對某些不應修改的變數造成可能的改動。

下面我就const的用法來談談：

const的用法大致可分為以下幾個方面：

(1)const修飾基本資料型別

(2)const應用到函式中

(3)const在類中的用法

(4)const修飾類物件，定義常量物件

一、const修飾基本資料型別

 1.const修飾一般常量及陣列  
      const int a=10;               等價的書寫方式：     int const a=10;
      const int arr[3]={1,2,3};                        int const arr[3]={1,2,3};

 對於類似這些基本資料型別，修飾符const可以用在型別說明符前，也可以用在型別說明符後，其結果是一樣的。在使用這些常量的時候，只要不改變這些常量的值便好。  

 2.const修飾指標變數*及引用變數&         

      介紹本部分內容之前，先說說指標和引用的一些基本知識。

      指標(pointer)是用來指向實際記憶體地址的變數，一般來說，指標是整型，而且一般的大家會接受十六進位制的輸出格式。
      引用(reference)是其相應變數的別名，用於向函式提供直接訪問引數（而不是引數的副本）的途徑，與指標相比，引用是一種受限制的指標型別，或者說是指標的一個子集，而從其功能上來看，似乎可以說引用是指標功能的一種高層實現。

關於運算子&和*：

在C++裡，沿襲C中的語法，有兩個一元運算子用於指標操作：&和*。按照本來的定義，&應當是取址符，*是指標符，也就是說，
&用於返回變數的實際地址，*用於返回地址所指向的變數，他們應當互為逆運算。實際的情況也是如此。
在定義變數的引用的時候，&只是個定義引用的標誌，不代表取地址。

舉例：

 1 #include<iostream.h>
 2 void main()
 3 {
 4     int a;  //a is an integer
 5     int *aPtr;  //aPtr is a pointer to an integer
 6 
 7     a=7;
 8     aPtr = &a;
 9     cout<<"Showing that * and & are inverses of "<<"each other.\n";
10     cout<<"a="<<a<<"  *aPtr="<<*aPtr<<"\n";
11     cout<<"&*aPtr = "<<&*aPtr<<endl;
12     cout<<"*&aPtr = "<<*&aPtr <<endl;
13 }

執行結果：

     瞭解完指標和應用的基本概念之後，下面繼續我們的話題。

const修飾指標（*）：

const int* a = & [1] //非常量資料的常量指標 指標常量 int const a = &
[2] //非常量資料的常量指標 a is a pointer to the constant char
variable int const a = & [3] //常量資料的非常量指標指標常量 常量指標 a is a
constant pointer to the (non-constant) char variable const int* const
a = & [4] //常量資料的常量指標

可以參考《Effective c++》Item21上的做法，

如果const位於星號*的左側，則const就是用來修飾指標所指向的變數，即指標指向為常量；

如果const位於星號的右側，const就是修飾指標本身，即指標本身是常量。

因此，[1]和[2]的情況相同，都是指標所指向的內容為常量，這種情況下不允許對內容進行更改操作，如不能*a = 3 ；

[3]為指標本身是常量，而指標所指向的內容不是常量，這種情況下不能對指標本身進行更改操作，如a++是錯誤的；

[4]為指標本身和指向的內容均為常量。

const修飾引用（&）：
int const &a=x;
const int &a=x;
int &const a=x;//這種方式定義是C、C++編譯器未定義，雖然不會報錯，但是該句效果和int &a一樣。
這兩種定義方式是等價的，此時的引用a不能被更新。如：a++ 這是錯誤的。

二、const應用到函式中

1. 作為引數的const修飾符

2. 作為函式返回值的const修飾符 其實，不論是引數還是返回值，道理都是一樣的，引數傳入時候和函式返回的時候，初始化const變數 1 修飾引數的const，如
   void fun0(const A* a );
   void fun1(const A& a);

3. 呼叫函式的時候，用相應的變數初始化const常量，則在函式體中，按照const所修飾的部分進行常量化，如形參為const Aa，則不能對傳遞進來的指標的內容 進行改變，保護了原指標所指向的內容；如形參為const A& a，則不能對傳遞進來的引用物件進行改變， 保護了原物件的屬性。
   [注意]：引數const通常用於引數為指標或引用的情況; 2 修飾返回值的const，如
   const A fun2( );
   const A fun3( );
   這樣宣告瞭返回值後，const按照"修飾原則"進行修飾，起到相應的保護作用。

const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs)
{
	return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),
	lhs.denominator() * rhs.denominator());
}

 返回值用const修飾可以防止允許這樣的操作發生:

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

一般用const修飾返回值為物件本身（非引用和指標）的情況多用於二目操作符過載函式併產生新物件的時候。

類中的成員函式：A fun4()const; 其意義上是不能修改所在類的的任何變數。

三、類中定義常量（const的特殊用法）

在類中實現常量的定義大致有這麼幾種方式實現：

1.使用列舉型別

class test
{
     enum { SIZE1 = 10, SIZE2 = 20}; // 列舉常量
     int array1[SIZE1];  
     int array2[SIZE2];
};

2.使用const 或static

 C++11僅不允許在類宣告中初始化static非const型別的資料成員。

// using c++11 standard
class CTest11
{
public:
    static const int a = 3; // Ok in C++11
    static int b = 4;       // Error
    const int c = 5;        // Ok in C++11
    int d = 6;              // Ok in C++11
public:
    CTest11() :c(0) { }     // Ok in C++11
};
 
int main()
{
    CTest11 testObj;
    cout << testObj.a << testObj.b << testObj.c << testObj.d << endl;
    return 0;
}

到這裡就把在類中定義常量的方法都陳列出來了。

關於C++11新特性： C++11僅不允許在類宣告中初始化static非const型別的資料成員

總結如下：

1. 對於static const 型別的成員變數不管是舊的C++標準還是C++11都是支援在定義時初始化的。

2. 對於static非const型別的成員變數C++03和C++11的標準都是不支援在定義時初始化的。

3. 對於const非static型別的成員變數C++03要求必須在建構函式的初始化列表中來初始化，而C++11的標準支援這種寫法，同時允許在定義時進行初始化操作。

4. 對於非static非const成員變數，C++03標準不允許在成員變數定義時初始化，但是C++11標準允許在類的定義時對這些非靜態變數進行初始化。

5. 對於static非const成員變數的初始化方式並未改變，就是在相應的cpp檔案中寫成int CTest11::b = 5即可，注意要在類定義之後。

四、const定義常量物件，以及常量物件的用法

 class test
{
public:
    test():x(1)
    {
        y=2;
    }
    ~test()
    {}
    void set(int yy)
    {
        y=yy;
    }
    int getx() const
    {
        return x;
    }
protected:
    const int x;
    int y;
};
void main()
{
 const test t;
 t.set(33);//error
 t.getx();
}

常量物件只能呼叫常量函式，別的成員函式都不能呼叫。

五、使用const的一些建議

• <1>要大膽的使用const，這將給你帶來無盡的益處，但前提是你必須搞清楚原委；

• <2>要避免最一般的賦值操作錯誤，如將const變數賦值，具體可見思考題；

• <3>在引數中使用const應該使用引用或指標，而不是一般的物件例項，原因同上；

• <4>const在成員函式中的三種用法（引數、返回值、函式）要很好的使用；

• <5>不要輕易的將函式的返回值型別定為const;

• <6>除了過載操作符外一般不要將返回值型別定為對某個物件的const引用;