C++ 學習 備忘記錄

1、聯合體

union 是聯合體，聯合體中可以包含1個到多個結構體， 這些結構體中大小最長的結構體決定聯合體的長度，對於聯合體中的任何一個成員賦值，會導致其他的成員被重設（因為記憶體共用的關係。）比如：

union

{

int a;

float b;

struct

{

char c;

int d;

} st;

}

對該聯合體中的 a 進行賦值，會導致 b 和st 的值進行重設，這是因為，a、b、st 是共用的記憶體空間。  對st 中的 c 進行賦值同樣會導致 a、b被重設（結構體中的d不會重設。）

 

2、const規則與好處

   a、限定符聲明變數只能被讀

   const int i=5;
   int j=0;
   ...
   i=j;   //非法，導致編譯錯誤
   j=i;   //合法

   b、必須初始化

const int i=5; //合法

const int i;//非法，導致編譯錯誤

   c、在另一個檔案中引用const常量

 extern const int i;     //合法

   extern const int j=10;  //非法，常量不可以被再次賦值

   d、與#define相比，可以避免分配不必要的記憶體

 #define STRING "abcdefghijklmn/n"

   const char string[]="abcdefghijklm/n";
   ...
   printf(STRING);   //為STRING分配了第一次記憶體
   printf(string);   //為string一次分配了記憶體，以後不再分配
   ...
   printf(STRING);   //為STRING分配了第二次記憶體
   printf(string);

 ... 

   由於const定義常量從彙編的角度來看，只是給出了對應的記憶體位址，
   而不是象#define一樣給出的是立即數，所以，const定義的常量在
   程式運行過程中只有一份拷貝，而#define定義的常量在記憶體中有
  若干個拷貝。

   e、可以通過函數對常量進行初始化

int value(); 

   const int i=value();
   dapingguo說：假定對ROM編寫程式時，由於目標代碼的不可改寫，
   本語句將會無效，不過可以變通一下：
   const int &i=value();
   只要令i的地址處於ROM之外，即可實現：i通過函數初始化，而其
   值有不會被修改。

   f、是不是const的常量值一定不可以被修改呢？

觀察以下一段代碼：

   const int i=0;
   int *p=(int*)&i;
   p=100;
   通過強制類型轉換，將地址賦給變數，再作修改即可以改變const常量值。

   h、 請分清數值常量和指標常量，以下聲明頗為玩味：

   int ii=0;

   const int i=0;            //i是常量，i的值不會被修改
   const int *p1i=&i;        //指標p1i所指內容是常量，可以不初始化
   int  * const p2i=ⅈ     //指標p2i是常量，所指內容可修改
   const int * const p3i=&i; //指標p3i是常量，所指內容也是常量
   p1i=ⅈ                  //合法
   *p2i=100;                 //合法

3、C++中const關鍵字的優點

1.       const常量，如const int max = 100;  

優點：const常量有資料類型，而宏常量沒有資料類型。編譯器可以對前者進行型別安全檢查，而對後者只進行字元替換，沒有型別安全檢查，並且在字元替換時可能會產生意料不到的錯誤（邊際效應）

2.       const 修飾類的資料成員。如：
class A

{

    const int size;

    …

}

const資料成員只在某個物件存留期內是常量，而對於整個類而言卻是可變的。因為類可以建立多個對象，不同的對象其const資料成員的值可以不同。所以不能在類聲明中初始化const資料成員，因為類的對象未被建立時，編譯器不知道const 資料成員的值是什麼。如

class A

{

 const int size = 100;    //錯誤

 int array[size];         //錯誤，未知的size

}

const資料成員的初始化只能在類的建構函式的初始化表中進行。要想建立在整個類中都恒定的常量，應該用類中的枚舉常量來實現。如

class A

{…

 enum {size1=100, size2 = 200 };

int array1[size1];

int array2[size2];

}

枚舉常量不會佔用對象的儲存空間，他們在編譯時間被全部求值。但是枚舉常量的隱含資料類型是整數，其最大值有限，且不能表示浮點數。

3.       const修飾指標的情況，見下式：

int b = 500; 
const int* a = &           [1] 
int const *a = &           [2] 
int* const a = &           [3] 
const int* const a = &     [4]

如果你能區分出上述四種情況，那麼，恭喜你，你已經邁出了可喜的一步。不知道，也沒關係，我們可以參考《Effective c++》Item21上的做法，如果const位於星號的左側，則const就是用來修飾指標所指向的變數，即指標指向為常量；如果const位於星號的右側，const就是修飾指標本身，即指標本身是常量。因此，[1]和[2]的情況相同，都是指標所指向的內容為常量（const放在變數聲明符的位置無關），這種情況下不允許對內容變更操作，如不能*a = 3 ；[3]為指標本身是常量，而指標所指向的內容不是常量，這種情況下不能對指標本身變更操作，如a++是錯誤的；[4]為指標本身和指向的內容均為常量。

4.     const的初始化

先看一下const變數初始化的情況 
1) 非指標const常量初始化的情況：

A b; 
const A a = b;

2) 指標const常量初始化的情況：

A* d = new A(); 
const A* c = d; 
或者：const A* c = new A(); 
3）引用const常量初始化的情況： 
A f; 
const A& e = f;      // 這樣作e只能訪問聲明為const的函數，而不能訪問一           

般的成員函數；

    [思考1]： 以下的這種賦值方法正確嗎？ 
    const A* c=new A(); 
    A* e = c; 

 

由於const A*c 聲明的常量修飾的是指標指向的內容，如果將該指標賦值給一般的指標，這樣做可能會改變所指向的空間的記憶體，應該是錯誤的。（水辰加，僅供參考）
    [思考2]： 以下的這種賦值方法正確嗎？ 
    A* const c = new A(); 
    A* b = c;

這個應該是被允許的，因為記憶體是可以更改的，只是c這個指標的值不能被修改。（水辰加，僅供參考）

5.     另外const 的一些強大的功能在於它在函式宣告中的應用。在一個函式宣告中，const 可以修飾函數的傳回值，或某個參數；對於成員函數，還可以修飾是整個函數。有如下幾種情況，以下會逐漸的說明用法：A& operator=(const A& a); 
void fun0(const A* a ); 
void fun1( ) const; // fun1( ) 為類成員函數 
const A fun2( );

1） 修飾參數的const，如 void fun0(const A* a ); void fun1(const A& a); 
調用函數的時候，用相應的變數初始化const常量，則在函數體中，按照const所修飾的部分進行常量化，如形參為const A* a，則不能對傳遞進來的指標的內容進行改變，保護了原指標所指向的內容；如形參為const A& a，則不能對傳遞進來的引用對象進行改變，保護了原對象的屬性。 
[注意]：參數const通常用於參數為指標或引用的情況，且只能修飾輸入參數;若輸入參數採用“值傳遞”方式，由於函數將自動產生臨時變數用於複製該參數，該參數本就不需要保護，所以不用const修飾。

[總結]對於非內部資料類型的輸入參數，因該將“值傳遞”的方式改為“const引用傳遞”，目的是為了提高效率。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）  修飾傳回值的const，如const A fun2( ); const A* fun3( ); 
這樣聲明了傳回值後，const按照"修飾原則"進行修飾，起到相應的保護作用。const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs) 
{ 
return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(), 
lhs.denominator() * rhs.denominator()); 
}

傳回值用const修飾可以防止允許這樣的操作發生:Rational a,b; 
Radional c; 
(a*b) = c;

一般用const修飾傳回值為對象本身（非引用和指標）的情況多用於二目操作符重載函數併產生新對象的時候。 
[總結]

1.     一般情況下，函數的傳回值為某個對象時，如果將其聲明為const時，多用於操作符的重載。通常，不建議用const修飾函數的傳回值類型為某個對象或對某個對象引用的情況。原因如下：如果傳回值為某個對象為const（const A test = A 執行個體）或某個對象的引用為const（const A& test = A執行個體） ，則傳回值具有const屬性，則返回執行個體只能訪問類A中的公有（保護）資料成員和const成員函數，並且不允許對其進行賦值操作，這在一般情況下很少用到。

2.       如果給採用“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。如：

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();

3.     函數傳回值採用“引用傳遞”的場合不多，這種方式一般只出現在類的賻值函數中，目的是為了實現鏈式表達。如：

class A

{…

const  A &operate = (const A &other);  //負值函數

}
A a,b,c;              //a,b,c為A的對象

…

a=b=c;            //正常

(a=b)=c;          //不正常，但是合法

若負值函數的傳回值加const修飾，那麼該傳回值的內容不允許修改，上例中a=b=c依然正確。(a=b)=c就不正確了。
[思考3]： 這樣定義賦值操作符重載函數可以嗎？ 
const A& operator=(const A& a);

6.     類成員函數中const的使用 
一般放在函數體後，形如：void fun() const; 
任何不會修改資料成員的函數都因該聲明為const類型。如果在編寫const成員函數時，不慎修改了資料成員，或者調用了其他非const成員函數，編譯器將報錯，這大大提高了程式的健壯性。如：

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;

}

 

7.       使用const的一些建議

1 要大膽的使用const，這將給你帶來無盡的益處，但前提是你必須搞清楚原委； 
2 要避免最一般的賦值操作錯誤，如將const變數賦值，具體可見思考題； 
3 在參數中使用const應該使用引用或指標，而不是一般的對象執行個體，原因同上； 
4 const在成員函數中的三種用法（參數、傳回值、函數）要很好的使用； 
5 不要輕易的將函數的傳回值類型定為const; 
6除了重載操作符外一般不要將傳回值類型定為對某個對象的const引用;

[思考題答案] 
1 這種方法不正確，因為聲明指標的目的是為了對其指向的內容進行改變，而聲明的指標e指向的是一個常量，所以不正確；
2 這種方法正確，因為聲明指標所指向的內容可變； 
3 這種做法不正確； 
在const A::operator=(const A& a)中，參數列表中的const的用法正確，而當這樣連續賦值的時侯，問題就出現了： 
A a,b,c: 
(a=b)=c; 
因為a.operator=(b)的傳回值是對a的const引用，不能再將c賦值給const常量。