c++ const: const 變數， const 輸入參數， const 傳回值， const 成員函數

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看到const 關鍵字，C++程式員首先想到的可能是const 常量。這可不是良好的條件反射。如果只知道用const 定義常量，那麼相當於把火藥僅用於製作鞭炮。const 更大的魅力是它可以修飾函數的參數、傳回值，甚至函數的定義體。

const 是constant 的縮寫，“恒定不變”的意思。被const 修飾的東西都受到強制保護，可以預防意外的變動，能提高程式的健壯性。所以很多C++程式設計書籍建議：“Use const whenever you need”。

 

1.用const 修飾函數的參數

如果參數作輸出用，不論它是什麼資料類型，也不論它採用“指標傳遞”還是“引用傳遞”，都不能加const 修飾，否則該參數將失去輸出功能。const 只能修飾輸入參數：

如果輸入參數採用“指標傳遞”，那麼加const 修飾可以防止意外地改動該指標，起到保護作用。

例如StringCopy 函數：

void StringCopy(char *strDestination, const char *strSource);

其中strSource 是輸入參數，strDestination 是輸出參數。給strSource 加上const修飾後，如果函數體內的語句試圖改動strSource 的內容，編譯器將指出錯誤。

如果輸入參數採用“值傳遞”，由於函數將自動產生臨時變數用於複製該參數，該輸入參數本來就無需保護，所以不要加const 修飾。

例如不要將函數void Func1(int x) 寫成void Func1(const int x)。同理不要將函數void Func2(A a) 寫成void Func2(const A a)。其中A 為使用者自訂的資料類型。

對於非內部資料類型的參數而言，象void Func(A a) 這樣聲明的函數註定效率比較底。因為函數體內將產生A 類型的臨時對象用於複製參數a，而臨時對象的構造、複製、析構過程都將消耗時間。

為了提高效率，可以將函式宣告改為void Func(A &a)，因為“引用傳遞”僅借用一下參數的別名而已，不需要產生臨時對象。但是函數void Func(A & a) 存在一個缺點：

“引用傳遞”有可能改變參數a，這是我們不期望的。解決這個問題很容易，加const修飾即可，因此函數最終成為void Func(const A &a)。

以此類推，是否應將void Func(int x) 改寫為void Func(const int &x)，以便提高效率？完全沒有必要，因為內部資料類型的參數不存在構造、析構的過程，而複製也非常快，“值傳遞”和“引用傳遞”的效率幾乎相當。

問題是如此的纏綿，我只好將“const &”修飾輸入參數的用法總結一下。

 

對於非內部資料類型的輸入參數，應該將“值傳遞”的方式改為“const 引用傳遞”，目的是提高效率。例如將void Func(A a) 改為void Func(const A &a)。

 

對於內部資料類型的輸入參數，不要將“值傳遞”的方式改為“const 引用傳遞”。否則既達不到提高效率的目的，又降低了函數的可理解性。例如void Func(int x) 不應該改為void Func(const int &x)。

 

2 .用const 修飾函數的傳回值
如果給以“指標傳遞”方式的函數傳回值加const 修飾，那麼函數傳回值（即指標）的內容不能被修改，該傳回值只能被賦給加const 修飾的同類型指標。例如函數
const char * GetString(void); 
如下語句將出現編譯錯誤：
char *str = GetString(); 
正確的用法是
const char *str = GetString(); 
如果函數傳回值採用“值傳遞方式”，由於函數會把傳回值複製到外部臨時的儲存單元中，加const 修飾沒有任何價值。
例如不要把函數int GetInt(void) 寫成const int GetInt(void)。
同理不要把函數A GetA(void) 寫成const A GetA(void)，其中A 為使用者自訂的資料類型。
如果傳回值不是內部資料類型，將函數A GetA(void) 改寫為const A & GetA(void)的確能提高效率。但此時千萬千萬要小心，一定要搞清楚函數究竟是想返回一個對象的“拷貝”還是僅返回“別名”就可以了，否則程式會出錯。
函數傳回值採用“引用傳遞”的場合并不多，這種方式一般只出現在類的賦值函數中，目的是為了實現鏈式表達。

例如：
class A
{ 
A & operate = (const A & other); // 賦值函數
} ; 
A a, b, c; // a, b, c 為A 的對象

a = b = c; // 正常的鏈式賦值
(a = b) = c; // 不正常的鏈式賦值，但合法
如果將賦值函數的傳回值加const 修飾，那麼該傳回值的內容不允許被改動。上例中，語句 a = b = c 仍然正確，但是語句 (a = b) = c 則是非法的。

 

3. const 成員函數
任何不會修改資料成員(即函數中的變數)的函數都應該聲明為const 類型。如果在編寫const 成員函數時，不慎修改了資料成員，或者調用了其它非const 成員函數，編譯器將指出錯誤，這無疑會提高程式的健壯性。以下程式中，類stack 的成員函數GetCount 僅用於計數，從邏輯上講GetCount 應當為const 函數。編譯器將指出GetCount 函數中的錯誤。
class Stack
{ 
public:
void Push(int elem); 
int Pop(void); 
int GetCount(void) const; // const 成員函數
private:
int m_num; 
int m_data[100]; 
} ; 
int Stack::GetCount(void) const
{ 
++ m_num; // 編譯錯誤，企圖修改資料成員m_num
Pop(); // 編譯錯誤，企圖調用非const 函數
return m_num; 
} 
const 成員函數的聲明看起來怪怪的：const 關鍵字只能放在函式宣告的尾部，大概是因為其它地方都已經被佔用了。
關於Const函數的幾點規則：

a. const對象只能訪問const成員函數,而非const對象可以訪問任意的成員函數,包括const成員函數.
b. const對象的成員是不可修改的,然而const對象通過指標維護的對象卻是可以修改的.
c. const成員函數不可以修改對象的資料,不管對象是否具有const性質.它在編譯時間,以是否修改成員資料為依據,進行檢查.
e. 然而加上mutable修飾符的資料成員,對於任何情況下通過任何手段都可修改,自然此時的const成員函數是可以修改它的

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