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[C++知识库]关于const的犄角旮旯

关于const的犄角旮旯

const关键字为程序的健壮性和编译优化提供辅助参考信息。

const主要由编译器来解读使用,是一个静态的概念。也就是,当我们对一个变量通过const说明为常量时,后续对该变量的修改,会被编译器检查出来,然后报错。
但是,一旦检查通过了,在实际运行时,跟普通变量并没有差别。比如,如果我们通过别的手段获取了常量的地址,还是可以在运行时改变它的值。内存中,它还是表现为一个普通的数据变量。

const的含义网上有很多说明文章。权威的解释,个人觉得应该是标准说明。编译器要根据标准要求,对代码中使用的const进行检查处理。

const可以修饰变量和函数。
修饰变量,可以是内置类型,也可以是自定义类型。
内置类型可以是普通变量,也可以是指针变量,还可以是引用等。

修饰函数,可以修饰函数的返回值,函数的参数,函数本身。
函数可以是C函数,可以是C++中的函数,C++中就包括静态函数和成员函数。

对函数的返回值和参数的修饰,个人理解是基于变量的修饰延伸而来,很多地方可以参考变量的修改来理解。
对于函数本身的修改,主要是用于C++中,其实是修饰的this指针。这样,我们理解const函数中不可修改成员变量,就简单了。否则,简单死记硬背,效果并不好。

这里主要看一下对于函数返回值的修饰。为了引出问题,先看几个简单例子:
对普通内置类型的修饰,比如
int const cint1 = 1;
const int cint2 = 2;
编译器会要求定义时有初值,且在代码的其他地方,只能引用,不能修改值,否则会出错。同之前说明,这些都是编译检查。
对于上述两种写法,编译器似乎都是作为const变量来处理,没有差别。这一点,后面会看到。这里先提一下。

但是,对于指针变量,上述两种写法就有不同了
int * const cpi1 = &xx;
const int * cpi2;
第一个需要定义时赋值,否则编译器会告诉你常量cpi1没有初始化。所以,这里cpi1是一个常量,不是变量,指向的地方一开始就要明确了。
第二个可以编译通过,说明cpi2是一个变量,不是常量。但是,如果尝试给其指向的内容赋值时,编译会报错,提示*cpi2是常量,也就是指针指向的内容是常量。
因为本文是研究const的犄角旮旯,所以我们看看const放在中间位置啥情况:
int const * cpi3;
实际上,这种写法很少见,有点不伦不类的,编译器将其按cpi2一样处理。

下面,我们看看const修饰函数的情况。
对于普通内置类型,我们可以凭直觉,写出如下例子:
const int func();
但是,跟变量类似,也可以有下面的可能:
int const func();
前面已经说了,对于函数本身的修饰,是放在函数的后面的,也就是类似这样的,int func() const,所以这里都是修饰返回值。
为了看出上面两种写法的差异,我们制造错误,让编译器告诉我们错误在哪里,通过错误信息,进一步判断差异。
如何制造错误?
有一种办法,我们声明一个函数指针,然后定义一个函数,让函数指针指向函数,如果二者定义不一致,编译就会报错,这里就是切入点。
typedef const int (*pfunc)();
const int getVal2() ?{return 123;}

pfunc xxx;
xxx = getVal2;
因为上面类型一致,所以编译通过,我们将声明里面的const去掉,看看
typedef int (*pfunc)();
编译报错
invalid conversion from ‘const int (*)()’ to ‘pfunc {aka int (*)()}’
我们再将定义里的const挪个位置,看看
编译报了同样的错误
invalid conversion from ‘const int (*)()’ to ‘pfunc {aka int (*)()}’
这说明两种写法,在编译器看来没有差别。
好了,我们将基本内置类型换为指针,看看会怎么样
const int * getVal2() ?{return &g_var;}
编译器的错误如下:
invalid conversion from ‘const int* (*)()’ to ‘pfunc {aka int (*)()}’
将const换个位置,
int const * getVal2() ?{return &g_var;}
invalid conversion from ‘const int* (*)()’ to ‘pfunc {aka int (*)()}’
错误没有变化,这跟前面所述的指针变量情况是一致的
我们再看看,const放到*后面的情况
int * const getVal2() ?{return &g_var;}
编译器错误变化了,
invalid conversion from ‘int* const (*)()’ to ‘pfunc {aka int (*)()}’
这三种(本质上是两种)写法的差异在哪里?

对于第一和第二种,也就是const在前面的情况,
int * presult = getVal2();
这种写法会报编译错误,invalid conversion from ‘const int*’ to ‘int*’
返回的是一个指针,指针指向的数据是常量,不能修改,左值也要求是一个同类型的指针。

对于第三种写法,上述左值编译不会有问题。const 修饰函数名,函数名本身是不可修改的,所以这种写法应该没有意义。
但是编译器会检查该修饰,在相关使用地方,均需要保持类型一致。


其他的用法?待补充。

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