指针、迭代器与const的关系
1. 如果关键字出现在星号左边,表示被指物是常量;如果出现在星号右边,表示指针自身是常量;如果出现在星号两边,表示被指物和指针两者都是常量。如果被指物是常量,把 const 写在类型之前或者类型之后、星号之前是一样的。
2. 迭代器的作用就像 T* 指针,const 在迭代器前,迭代器不能改变,即声明一个 T* const 指针;const 在迭代器变量前,迭代器所指变量不能变,即声明一个 const T* 指针,需要用 const_iterator。
vector<int> vec;
const vector<int>::iterator iter = vec.begin();
//iter就像个T* const
*iter = 10; //right
++iter; //iter不能变
vector<int>::const_iterator cIter = vec.begin();
//cIter就像个const T*
*cIter = 20; //*cIter 不能变
cIter++; //right
面对函数声明时的const
const与函数返回值
令函数返回一个常量值,往往可以降低因客户错误而造成的意外,而又不至于放弃安全性和高效性。
const与函数参数
除非需要改动参数或者 local 对象,否则将参数声明为 const
const成员函数
目的:确认该成员函数可以作用于const对象
身上。
为什么?
1. 使class接口容易被理解,可以得知哪个函数可以改动对象内容而哪个函数不行
2. 可以操作const对象,const成员函数可用来处理取得的const对象,也可以操作non-const对象
PS:两个成员函数如果只是常量性不同,那么也可以被重载。
class TextBlock
{
public:
TextBlock(string str)
{
text = str;
}
const char& operator[] (size_t position) const
{
cout << "call const" << endl;
return text[position];
}
char& operator[] (size_t position)
{
cout << "call non-const" << endl;
return text[position];
}
private:
string text;
};
int main()
{
TextBlock tb("Hello");
cout << tb[0] << endl;//调用non-const
tb[0] = 'X'; //right
const TextBlock ctb("World");
cout << ctb[0] << endl;//调用const
//ctb[0] = 'X'; //error 写一个const对象
return 0;
程序输出:
还要注意,`non-const operator[]` 返回类型是 `char&` **如果返回类型是个内置类型,那么改动函数返回值从来就不合法**。即使合法,那么按照pass by value返回,改变的也只是对象的一个副本,而没有改变对象本身。
成员函数是const意味着什么?
两个流行概念:bitwise constness
和logical constness
bitwise constness
是C++对常量性的定义,const成员函数不可以更改对象内任何non-static成员变量。
一个更改了“指针所指物”的成员函数虽然不能算是const,但如果只有指针隶属于对象,而指针所指对象不属于对象,那么称此函数为bitwise constness
编译器不会有异议。
using namespace std;
class CTextBlock
{
public:
CTextBlock(const char text[])
{
pText = (char*)malloc(sizeof(char)*strlen(text));
strcpy(pText,text);
}
char& operator[] (size_t position)const
{
return pText[position];
}
private:
char *pText;
};
int main()
{
const CTextBlock cctb("Hello");
char* pc = &cctb[0];
*pc = 'J';
cout << cctb[0] << endl;
return 0;
}
operator实现代码并不更改pText,编译器认定它是bitwise constness。创建了一个常量对象,并设初值,而且只对它调用const成员函数,但是cctb的成员内容变成了”Jello”,终究还是改变了它的值。
logical constness
一个const成员函数可以修改它所处理的对象内的某些bits,但只有在客户端侦测不出的情况下才得如此。
class CTextBlock
{
public:
CTextBlock(const char text[])
{
pText = (char*)malloc(sizeof(char)*strlen(text));
strcpy(pText,text);
}
size_t length() const;
private:
char *pText;
size_t textLenght; //最近一次计算的文本区块长度
bool lengthIsValid; //目前的长度是否有效
};
size_t CTextBlock::length() const
{
if(!lengthIsValid)
{
textLenght = strlen(pText); //error
lengthIsValid = true; //在const成员函数内不能给对象成员赋值
}
return textLenght;
}
成员函数
length()
当然不是bitwise const,因为textLength
和lengthIsValid
都可能被修改。但是编译器坚持认为是bitwise const
,因此出现 error。解决方法:利用C++的一个与 const 相关的摆动场:mutable(可变的)。mutable 释放掉 non-static 成员变量的 bitwise constness 约束。
比如上例中改为:
mutable size_t textLength; mutable bool lengthIsValid;
这样在const成员函数内,这些变量也可被更改。
在const和non-const成员函数中避免代码重复
比如const完全和non-const版本做的工作一样,只是其返回类型多了一个const资格修饰。这时候我们想的是实现这个功能一次并使用两次,也就是说必须令其中一个调用另一个。
那么谁调用谁呢?
const 成员函数调用 non-const 成员函数是一种错误行为,因为对象有可能因此被改动;而反向调用是安全的,non-const成员函数本来就可以对其对象做任何动作,所以在其中调用一个const成员函数并不会带来风险。
还是以 class TextBlock
为例:
/* const 和以前一样*/
const char& operator[] (size_t position) const
{
...
...
...
return text[position];
}
/* non-const 调用 const operator[]*/
char& operator[] (size_t position)
{
return
const_cast<char&>(
static_cast<const TextBlock&>(*this)
[position]
);
return text[position];
}
两次转型:
1. 将自身*this
从原始类型TextBlock&
转型为const TextBlock&
,使用static_cast
为*this
加上const
;
2. 从const operator[]
的返回值中移除const
,用const_cast
。
请记住:
1. 将某些东西声明为const可帮助编译器侦测出错误用法。const 可被施加于任何作用域内的对象、函数参数、函数返回类型、成员函数本体。
2. 编译器强制实施bitwise constness,但编写程序时应该使用“概念上的常量性”。
3. 当 const 和 non-const 成员函数有着实质等价的实现时,令non-const 版本调用 const 版本可避免代码重复。