一、概述
用const限定来限定值不能被改变的变量。一个变量被const限定后,值不能被改变,只能在const类型的对象上执行不改变其内容的操作。
默认状态下,const对象仅在文件内有效,若要在多个文件内共享该对象,可以只在一个文件中定义const,而在多个文件中声明并使用它。此时,对于const变量,不管是声明还是定义,都添加extern关键字。
//file1.cpp定义并初始化一个常量,该常量能被其他文件访问
extern const int a=1;
//file1.h头文件
extern const int a;//与file1.cpp中定义的a是同一个
二、const的引用
可以把引用绑定到const对象上,我们称之为对常量的引用。与普通引用不同的是,对常量的引用不能被用作修改它所绑定的对象。
const int b=2017;
const int &r=b;//正确,引用及其对应的对象都是常量
r=27;//错误,r是一个对常量的引用
int &r1=b;//错误,视图让一个非常量引用指向一个常量对象
因为不允许直接为b赋值,因此也不能通过引用去改变b。因此,对r1的初始化是错的。
对const的引用可能引用一个非const的对象
对const 的引用可以引用一个非const的对象,但是不能通过对const的引用来改变这个非const 对象,但是可以通过其他途径来改变这个被引用的非const对象。
int i=25;//非const的对象
int &r1=i;//r1引用i
const int &r2=i;//r2是对const的引用,也引用非const对象i
r1=1;//正确,r1非常量,值可以变
r2=1;//错误,r2是一个对常量的引用,值不可变
r2可以引用非const对象i,但是,r2是对常量的引用,因此不能通过r2来改变i的值,不过可以通过其他途径来改变i的值。
三、指针和const
指向常量的指针
类似常量引用,指向常量的指针不能用于改变其所指对象的值。要想存放常量对象的地址, 只能用指向常量的指针:
const double pi=3.14;//pi是个常量,它的值不能改变
double *ptr=π//错误:ptr是一个普通指针
const double *cptr=π//正确:cptr可以指向一个双精度常量
*cptr=42;//错误:不能给*cptr赋值
和对常量的引用一样,指向常量的指针也可以指向一个非常量对象。
综上:
指针/引用所指向/引用的对象是常量(const修饰)对象时,其本身必须是一个指向 常量的指针/对常量的引用(const修饰)。但是,指向常量的指针/对常量的引用也可以 指向/引用没有const修饰的普通对象,即不能通过该指针/引用改变对象的值,但可以通 过其他途径改变对象值。
const指针
指针是对象,因此可以把指针本身定为常量,称为常量指针。常量指针必须初始化,一旦 初始化完成,它的值(存放在指针中的地址)无法再改变。
声明常量指针,是把*放在const关键字之前,用以说明指针是一个常量,不变的是指针本 身的值而非指向的那个值。
常量指针和指向常量的指针:
常量指针和指向常量的指针不同。常量指针是把*放在const之前,表示指针是个常 量,就是指针本身的值不变,也就是存放在指针中的地址不变,但其指向的对象值可以通 过该指针改变;而指向常量的指针是把*放在const之后,可以指向常量对象也可以指 向普通对象,指针本身的值可以改变,存放在指针中的地址可以改变,但是其指向的对象 不能通过该指针改变值。当指向常量对象时,必须用指向常量的指针。
int errNumb=0;
int errNumb1=2;
int *const curErr=&errNumb;//常量指针,curErr的值为&errNumb不变,即一直指向&errNumb
curErr=&errNumb1;//错误:curErr是常量,值不能变
*curErr=2;//正确:curErr指向的对象值可通过它改变
const double pi=3.14159;//常量
const double pi1=2.1412;
const double *pip1=π//pip1是指向常量的指针
*pip1=2.1412;//错误:pi的值不能通过pip1改变
pip1=&pi1;//正确:pip1本身的值可以改变
const double *const pip=π//pip是一个指向常量对象的常量指针
四、顶层const和底层const
如前面所述,const遇到指针,有两种情况,分别是常量指针和指向常量的指针。两者的区 别是,常量指针是指针本身是一个常量,指向常量的指针是指针所指向的对象是个常量,不 能改变所指向对象的值。
顶层const表示对象本身是个常量,如常量指针是顶层const,底层const表示指针所指的 对象或者引用所引用的对象是个常量,如指向常量的指针是个底层const。
顶层const可表示任意对象是常量,底层const则与指针和引用等符合类型的基本类型部分 有关。
用于声明引用的const都是底层const。
int i=0;
int *const p1=&i;//顶层const,p1是个常量
const int ci=42;//顶层const,ci是个常量
const int *p2=&ci;//底层const,p2所指的对象是个常量
const int *const p3=p2;//靠右的const是顶层const,靠左的是底层const
const int &r=ci;//用于声明引用的const都是底层const
当执行拷贝操作时,常量是顶层const还是底层const区别明显。其中,顶层const不受什么 影响:
(继续上一个例子)
i=ci;//正确:拷贝ci的值,ci是一个顶层const,对此操作无影响
p2=p3;//正确:p2和p3指向的对象类型相同,p3顶层const部分不受影响
底层const的限制却不能忽视。当执行对象的拷贝操作时,考入和拷出的对象必须具有相同 的底层const资格,或者两个对象的数据类型必须能转化。一般来说,非常量可以转换成常量, 反之不行:
(继续上一个)
int *p=p3;//错误:p3包含底层const的定义,而p没有
p2=p3;//正确:p2和p3都是底层const
p2=&i;//正确:int*能转换成const int*
int &r=ci;//错误:普通的int&不能绑定到int常量上
const int &r2=i;//正确:const int&可以绑定到一个普通int上
其实底层const的拷贝规则就是前面对常量的引用和指向常量的指针的拷贝规则,不理解的可以参照前面。
以上内容参考自《C++ primer(第五版)》,欢迎给出建议和批评。