C++中const的作用

const給人的第一印象就是定義常量。

(1)const用於定義常量。

     例如：const int N = 100;const int M = 200;
     這樣程式中只要用到 N、M 就分別代表為整型100、200，N、M 為一常量，在程式中不可改變。
     但有人說他編程時從來不用const定義常量。我相信。但他是不懂得真正的編程藝術，用const定義常量不僅能方便我們編程而且能提高程式的清晰性。你是願意看到程式中100、200 滿天飛，還是願意只看到簡單清晰的N、M。相信有沒有好處你慢慢體會。
     還有人說他不用const定義常量，他用#define宏定義常量。可以。但不知道你有沒有發現有時#define宏並沒有如你所願在定義常量。下面我們比較比較const和#define。
     1。
     (a) const定義常量是有資料類型的：
     這樣const定義的常量編譯器可以對其進行資料靜態型別安全檢查，而#define宏定義的常量卻只是進行簡單的字元替換，沒有型別安全檢查，且有時還會產生邊際效應(不如你願處)。所謂邊際效應舉例如下：
           #define N 100
           #define M 200 + N
           當程式中使用 M*N 時，原本想要 100 * （200+ N ）的卻變成了 100 * 200 + N。
     (b)#define宏定義常量卻沒有。#define <宏名><字串>，字串可以是常數、運算式、格式串等。在程式被編譯的時候，如果遇到宏名就喲內指定的字串進行替換，然後再進行編譯。
     2。
     有些偵錯工具可對const進行調試，但不對#define進行調試。
     3。
     當定義局部變數時，const範圍僅限於定義局部變數的函數體內。但用#define時其範圍不僅限於定義局部變數的函數體內，而是從定義點到整個程 序的結束點。但也可以用#undef取消其定義從而限定其範圍範圍。只用const定義常量，並不能起到其強大的作用。const還可修飾函數形式參 數、傳回值和類的成員函數等。從而提高函數的健壯性。因為const修飾的東西能受到c/c++的靜態型別安全檢查機制的強制保護，防止意外的修改。

(2)const修飾函數形式參數

     形式參數有輸入形式參數和輸出形式參數。參數用於輸出時不能加const修飾，那樣會使函數失去輸出功能。因為const修飾的東西是不能改變的。
     const只能用於修飾輸入參數。
     談const只能用於修飾輸入參數之前先談談C++函數的三種傳遞方式。
     C++函數的三種傳遞方式為：值傳遞、指標傳遞和引用傳遞。簡單舉例說明之，詳細說明請參考別的資料。
     值傳遞：
       void fun(int x){
             x += 5;       //修改的只是y在棧中copy x，x只是y的一個副本，在記憶體中重新開闢的一塊臨時空間把y的值 送給了x；這樣也增加了程式啟動並執行時間，降低了程式的效率。
       }
       void main(void){
             int y = 0;
             fun(y);
             cout<</"y = /"<<y<<endl;  //y = 0;
       }
     指標傳遞：
        void fun(int *x){
             *x += 5;      //修改的是指標x指向的記憶體單元值
        }
        void main(void){
             int y = 0;
             fun(&y);
             cout<<<</"y = /"<<y<<endl;  //y = 5;
        }
      引用傳遞：
         void fun(int &x){
             x += 5;      //修改的是x引用的對象值 &x = y;
        }
        void main(void){
             int y = 0;
             fun(y);
             cout<<<</"y = /"<<y<<endl;  //y = 5;
        }
      看了傳遞方式後我們繼續來談“const只能用於修飾輸入參數”的情況。

         當輸入參數用“值傳遞”方式時，我們不需要加const修飾，因為用值傳遞時，函數將自動用實際參數的拷貝初始化形式參數，當在函數體內改變形式參數時，改變的也只是棧上的拷貝而不是實際參數。
         但要注意的是，當輸入參數為ADT/UDT（使用者自訂類型和抽象資料類型）時，應該將“值傳遞”改為“const &傳遞”，目的可以提高效率。
         例如：
            void fun(A a);//效率底。函數體內產生A類型的臨時對象用於複製參數 a，但是臨時對象的
                          //構造、複製、析構過程都將消耗時間。
            void fun(A const &a);//提高效率。用“引用傳遞”不需要產生臨時對象，省了臨時對象的
                                 //構造、複製、析構過程消耗的時間。但光用引用有可能改變a,所以加const

         當輸入參數用“指標傳遞”方式時，加const修飾可防止意外修改指標指向的記憶體單元，起到保護作用。
         例如：
            void funstrcopy(char *strdest,const char *strsrc)//任何改變strsrc指向的記憶體單元，
                                                             //編譯器都將報錯
            些時保護了指標的記憶體單元，也可以保護指標本身，防止其地址改變。
         例如：
           void funstrcopy(char *strdest,const char *const strsrc)

(3)const修飾函數的傳回值

     如給“指標傳遞”的函數傳回值加const，則傳回值不能被直接修改，且該傳回值只能被賦值給加const修飾的同類型指標。
     例如：
        const char *GetChar(void){};
      賦值 char *ch = GetChar();//錯誤    const char *ch = GetChar();//正確

(4)const修飾類的成員函數(函數定義體)

     任何不會修改資料成員的函數都應用const修飾，這樣當不小心修改了資料成員或調用了非const成員函數時，編譯器都會報錯。
     const修飾類的成員函數形式為：int GetCount(void)  const;
（5）用傳引用給const取代傳值
缺 省情況下，C++ 以傳值方式將對象傳入或傳出函數（這是一個從 C 繼承來的特性）。除非你特別指定其它方式，否則函數的參數就會以實際參數（actual argument）的拷貝進行初始化，而函數的調用者會收到函數傳回值的一個拷貝。這個拷貝由對象的拷貝建構函式產生。這就使得傳值（pass-by- value）成為一個代價不菲的操作。例如，考慮下面這個類層級結構：

class Person {
　public:
　　Person(); // parameters omitted for simplicity
　　virtual ~Person(); // see Item 7 for why this is virtual
　　...

　private:
　　std::string name;
　　std::string address;
};

class Student: public Person {
　public:
　　Student(); // parameters again omitted
　　~Student();
　　...

　private:
　　std::string schoolName;
　　std::string schoolAddress;
};

　　現在，考慮以下代碼，在此我們調用一個函數—— validateStudent，它得到一個 Student 參數（以傳值的方式），並返回它是否驗證有效結果：

bool validateStudent(Student s); // function taking a Student
// by value

Student plato; // Plato studied under Socrates

bool platoIsOK = validateStudent(plato); // call the function

　　當這個函數被調用時會發生什麼呢？

　　很明顯，Student 的拷貝建構函式被調用，用 plato 來初始化參數 s。同樣明顯的是，當 validateStudent 返回時，s 就會被銷毀。所以這個函數的參數傳遞代價是一次 Student 的拷貝建構函式的調用和一次 Student 的解構函式的調用。

　　但這還不是全部。一個 Student 對象內部包含兩個 string 對象，所以每次你構造一個 Student 對象的時候，你也必須構造兩個 string 對象。一個 Student 對象還要從一個 Person 對象繼承，所以每次你構造一個 Student 對象的時候，你也必須構造一個 Person 對象。一個 Person 對象內部又包含兩個額外的 string 對象，所以每個 Person 的構造也承擔著另外兩個 string 的構造。最終，以傳值方式傳遞一個 Student 對象的後果就是引起一次 Student 的拷貝建構函式的調用，一次 Person 的拷貝建構函式的調用，以及四次 string 的拷貝建構函式調用。當 Student 對象的拷貝被銷毀時，每一個建構函式的調用都對應一個解構函式的調用，所以以傳值方式傳遞一個 Student 的全部代價是六個建構函式和六個解構函式！

　　好了，這是正確的和值得的行為。畢竟，你希望你的全部對象都得到可靠的初始化和銷毀。儘管如此，如果有一種辦法可以繞過所有這些構造和析構過程，應該變得更好，這就是：傳引用給 const（pass by reference-to-const）：

bool validateStudent(const Student& s);

　　這樣做非常有效：沒有任何建構函式和解構函式被調用，因為沒有新的對象被構造。被修改的參數聲明中的 const 是非常重要的。 validateStudent 的最初版本接受一個 Student 值參數，所以調用者知道它們屏蔽了函數對它們傳入的 Student 的任何可能的改變；validateStudent 也只能改變它的一個拷貝。現在 Student 以引用方式傳遞，同時將它聲明為 const 是必要的，否則調用者必然擔心 validateStudent 改變了它們傳入的 Student。

　　以傳引用方式傳遞參數還可以避免切斷問題（slicing problem）。當一個衍生類別對象作為一個基類對象被傳遞（傳值方式），基類的拷貝建構函式被調用，而那些使得對象的行為像一個衍生類別對象的特殊特性被 “切斷”了。你只剩下一個純粹的基類對象——這沒什麼可吃驚的，因為是一個基類的建構函式建立了它。這幾乎絕不是你希望的。例如，假設你在一組實現一個圖 形視窗系統的類上工作：

class Window {
　public:
　　...
　　std::string name() const; // return name of window
　　virtual void display() const; // draw window and contents
};

class WindowWithScrollBars: public Window {
　public:
　　...
　　virtual void display() const;
};

　　所有 Window 對象都有一個名字，你能通過 name 函數得到它，而且所有的視窗都可以顯示，你可一個通過調用 display 函數來做到這一點。display 為 virtual 的事實清楚地告訴你：一個純粹的基類的 Window 對象的顯示方法有可能不同於專門的 WindowWithScrollBars 對象的顯示方法。

　　現在，假設你想寫一個函數列印出一個視窗的名字，並隨後顯示這個視窗。以下這個函數的寫法是錯誤的：

void printNameAndDisplay(Window w) // incorrect! parameter
{
　// may be sliced!
　std::cout << w.name();
　w.display();
}

　　考慮當你用一個 WindowWithScrollBars 對象調用這個函數時會發生什麼：

WindowWithScrollBars wwsb;

printNameAndDisplay(wwsb);

　　參數 w 將被作為一個 Window 物件建構——它是被傳值的，記得嗎？而且使 wwsb 表現得像一個 WindowWithScrollBars 對象的特殊資訊都被切斷了。在 printNameAndDisplay 中，全然不顧傳遞給函數的那個對象的類型，w 將始終表現得像一個 Window 類的對象（因為它就是一個 Window 類的對象）。特別是，在 printNameAndDisplay 中調用 display 將總是調用 Window::display，絕不會是 WindowWithScrollBars::display。

　　繞過切斷問題的方法就是以傳引用給 const 的方式傳遞 w：

void printNameAndDisplay(const Window& w) // fine, parameter won’t
{
　// be sliced
　std::cout << w.name();
　w.display();
}

　　現在 w 將表現得像實際傳入的那種視窗。

　　如果你掀開編譯器的蓋頭偷看一下，你會發現用指標實現引用是非常典型的做法，所以以引用傳遞某物實際上通常意味著傳遞一個指標。由此可以得出結 論，如果你有一個內建類型的對象（例如，一個 int），以傳值方式傳遞它常常比傳引用方式更高效。那麼，對於內建類型，當你需要在傳值和傳引用給 const 之間做一個選擇時，沒有道理不選擇傳值。同樣的建議也適用於 STL 中的迭代器（iterators）和函數對象（function objects），因為，作為慣例，它們就是為傳值設計的。迭代器（iterators）和函數對象（function objects）的實現有責任保證拷貝的高效並且不受切斷問題的影響。（這是一個“規則如何變化，依賴於你使用 C++ 的哪一個部分”的執行個體。）

　　內建類型很小，所以有人就斷定所有的小類型都是傳值的上等候選者，即使它們是使用者定義的。這樣的推論是不可靠的。僅僅因為一個對象小，並不意味 著調用它的拷貝建構函式就是廉價的。很多個物件——大多數 STL 容器也在其中——容納的和指標一樣，但是拷貝這樣的對象必須同時拷貝它們指向的每一樣東西。那可能是非常昂貴的。

　　即使當一個小對象有一個廉價的拷貝建構函式，也會存在效能問題。一些編譯器對內建類型和使用者定義型別並不一視同仁，即使他們有同樣的底層表示。 例如，一些編譯器拒絕將僅由一個 double 組成的對象放入一個寄存器中，即使在常規上它們非常願意將一個純粹的 double 放入那裡。如果發生了這種事情，你以傳引用方式傳遞這樣的對象更好一些，因為編譯器理所當然會將一個指標（引用的實現）放入寄存器。

　　小的使用者定義型別不一定是傳值的上等候選者的另一個原因是：作為使用者定義型別，它的大小常常變化。一個現在較小的類型在將來版本中可能變得更 大，因為它的內部實現可能會變化。甚至當你換了一個不同的 C++ 實現時，事情都可能會變化。例如，就在我這樣寫的時候，一些標準庫的 string 類型的實現的大小就是另外一些實現的七倍。

　　通常情況下，你能合理地假設傳值廉價的類型僅有內建類型及 STL 中的迭代器和函數物件類型。對其他任何類型，請遵循本 Item 的建議，並用傳引用給 const 取代傳值。

　　Things to Remember

　　·用傳引用給 const 取代傳值。典型情況下它更高效而且可以避免切斷問題。

　　·這條規則並不適用於內建類型及 STL 中的迭代器和函數物件類型。對於它們，傳值通常更合適。
  
只在總結，也許不夠專業，不夠全面，請大家指教。