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重学C++:Const二三事


常见的坑

  1. 仅用const修饰的对象只在单个文件中有效,如果想在多个文件之间共享const对象,必须在对象定义的前面加extern

  2. 允许为一个常量引用绑定非常量的对象、字面量和表达式。

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    int i = 42;
    const int &r1 = i;       // 正确
    const int &r2 = 42;      // 正确
    const int &r3 = r1 * 2;  // 正确
    int &r4 = r1 * 2;        // 错误
    int &r5 = i;
    r5 = 0;                  // 正确
    r1 = 42;                 // 错误
    
  3. 指向常量的指针和常量指针:

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    int err_numb = 0;
    const double pi = 3.1415;
    
    int *const cur_err = &err_numb;
    const double *mut_pi_pointer = π
    const double *const pi_pointer = π
    

    从声明语句的变量符号开始,自右向左看:

    cur_err首先是一个不可变对象,其次是一个指向int类型可变对象的指针。

    mut_pi_pointer首先是一个可变对象,其次是一个指向double类型不可变对象的指针。

    pi_pointer首先是一个不可变对象,其次是一个指向double类型不可变对象的指针。

  4. typedef遇到const时容易出现错误理解:

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    typedef char *pstring;
    const pstring cstr = 0;
    const pstring *ps = 0;
    

    pstringchar *的别名,即指向char的指针。

    const修饰的是pstring,因此cstr是:初始化值为nullptr不可变指针

    错误理解会用char *替换掉pstring,即:

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    const char *cstr = 0;
    

    这样从cstr开始自右向左读的话,cstr就会被理解成:指向字符常量可变指针

  5. constexpr属于顶层const,因此constexpr修饰指针意味着指针本身不可变。

  6. auto默认会去除顶层const,保留底层const,如果需要顶层const则需要显式加入。

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    int i = 0;
    const int ci = i, &cr = ci;
    auto b = ci;       // b是一个初始化值为0的可变int对象 
    auto c = cr;       // c同b
    auto d = &i;       // d是一个初始化为指向可变int类对象i的可变指针对象
    auto e = &ci;      // e是一个初始化为指向不可变int类对象ci的可变指针对象
    const auto f = ci; // f是一个初始化值为0的不可变int对象
    
  7. decltype不会去除顶层const

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    const int ci = 0;
    decltype(ci) x = 0;   // x的类型是const int
    

必须要理解的点

  1. const对象在创建时必须进行初始化。

  2. 常量引用即对const对象的引用。

  3. 常量引用绑定不可变对象可变对象时含义不同。

    可变对象 不可变对象
    用常量引用绑定 可以 必须
    常量引用的含义 不能通过此引用改变对象的值 不可以改变对象的值

    常量引用绑定到可变对象上:对原有可操作性质的窄化,减少操作肯定不会引发错误,所以是允许的。

    非常量引用绑定到不可变对象上:对原有可操作性质的拓宽,增加不允许的操作会出错、,所以不可变对象必须使用常量引用。

  4. 因为指针是对象,而引用不是对象,所以const和指针的组合有 2 种情况,const和引用的组合只有 1 种情况。

    • 指针
      • 指向常量的指针(pointer to const):不能通过此指针修改对应的量。
      • 常量指针(const pointer):指针本身的值不可变,即不能用指针指向其他对象,这种不可重新绑定的特性类似于引用。
    • 引用
      • 常量引用:不能通过此引用修改对应的量。
  5. 顶层const表示指针本身是常量,推广之后可以指任意对象是常量;

    底层const表示指针指向的对象是常量,推广之后主要于指针和引用等复合类型的基本类型部分有关。

  6. 常量表达式指:值不会改变,在编译过程中就能得到计算结果的表达式。

  7. 为什么需要constexpr

    因为实际中很难判断一个初始值是否为常量表达式。

    使用constexpr相当于把验证变量的值是否是一个常量表达式的工作交给了编译器。

    constexpr声明的变量一定是一个变量,并且必须用常量表达式来初始化。

建议

  1. 如果认定变量是一个常量表达式,那就将其声明成constexpr类型。