C++
基本功:全面掌握
const
、
volatile
和
mutable
关键字
C++
程式设计过程中
,const
的使用可以频度是非常高的
.
它在保证程式安全方面起到了不可估量的作用
.
用一句话来表达最确切不过了:”小兵立大功”
.
有了
const,
那么
mutable
当然缺不了
.
然作为
const
的同胞兄弟
,volatile
却在很多人的视野中消失
.
其实
volatile
担负的责任有何尝小呢
?
自然
,
它们的用法多样而灵巧
,
以至新手迷惑久久
,
下面就来系统的探讨总结一下吧:
一
.
一般应用
1.const
修饰各种变量的用法
.
a.
取代
define
#define D_INT 100
#define D_LONG 100.29
………
const int D_INT = 100;
const D_INT = 100; //
如果定义的
int
类型
,
可省略
int.
const long D_LONG = 100.29;
………
const int& a = 100;
const
替代
define
虽然增加分配空间
,
可它却保证了类型安全
.
在
C
标准中
,const
定义的数据相当于全局的
,
而
C++
中视声明的位置而定
.
b.
修饰指针相关的变量
以三组简单的定义示意:
Group1:
int a = 0;
const int* b = &a;------------ [1]
int const *b = &a;------------ [2]
const int* const b = &a;---- [4]
Group2:
const char *p = "const";--------------[1]
char const *p = "const";--------------[2]
char* const p = "const";--------------[3]
const char * const p = "const";----[4]
Group3:
int a=0;
const int &b = a;---------------[1]
int const &b = a;---------------[2]
int & const b = a;--------------[3] //--->
修饰引用时
,const
被忽略
const int & const b = a;-----[4]
总结:
1.
如果
const
位于星号左侧
,
则
const
用来修饰指针所指向的变量
,
即指针指向的为不可变的
.
2.
如果
const
位于星号右侧
,const
就是修饰指针本身
,
即指针本身是
不可变的
.
因此
,[1]
和
[2]
的情况相同
,
指针所指向内容不可变
(const
放在变量
声明符的位置无关
),
这种情况下不允许对内容进行更改
,
如不能
*a = 3 ;
3.[3]
中指针本身是不可变的,而指针所指向的内容是可变的
,
这种情况
下不能对指针本身
进行更改操作
,
如
a++
是错误的
4.[4]
中指针本身和指向的内容均为常量
.(
引用特殊:引用在使用增加
遇义时
,
增加它代表的变量
.
所以
qualifiers on reference are ignoredv.
延伸点
:
注意示例
:
1.const int& reference = 1000;
2.char* p = "const"
char*& q ;
2.const
在函数环境下的各种应用
常用法示例如下:
const A& _Fun(const A& _in); //
修饰引用型传入参数
// A _Fun(const A& _in);
//A& _Fun(const A& _in);
//
上面的两种
,
在函数内部有特殊的步骤
,
这里不详提了…
..
const A* _Fun( const A* _in); //
修饰指针型传入参数
void _Fun( ) const; //
修饰
class
成员函数
const A& _Fun(A& _in ); //
修饰返回值
const A & operator(const A& _in); //
同时修饰传入参数和返回值
a.
修饰参数
如
void _Fun(const A* _in)
或
void _Fun(const A& _in);
它们被修饰后
,
在函数执行期间行为特性同于上面的讲解
,
注意:这不会改变原来数据的是否是
const
的属性
.
b.
修饰函数返回值
const A& _Fun( )
const A* _Fun( );
注意:由于生命期不同步的问题
,
不可将局部的变量的指针或引用返回
(static
除外
).
另外
,
传出来的视情况
,
代表不同的意思…
对于
A&
返回类型
,
你若将之赋与其它变量
,
那么它实际执行的是将返回的变量
(
或引用
)
代表的数据赋出
..
而你若将其它值赋予之
,
那么被赋予的是变量或引
用代表的数据
.
而
const A&
一般是防止之做为左值被赋值
.
这个地方还有很多的细节问题
(
譬如在连续赋值、返回的临时对象的处理、
重载的
const
和非
cosnt
运算符等等
),
读者自己在实践中需要多多总结
.
二、难点
3.
修饰类成员函数的
const.
形如
:void _Fun() const { };
你需要知道的几点规则:
a.const
对象只能访问
const
成员函数
,
而非
const
对象可以访问任意
的成员函数
,
包括
const
成员函数
.
b.const
对象的成员是不可修改的
,
然而
const
对象通过指针维护的对象却
是可以修改的
.
c.const
成员函数不可以修改对象的数据
,
不管对象是否具有
const
性质
.
它在
编译时
,
以是否修改成员数据为依据
,
进行检查
.
e.
然而加上
mutable
修饰符的数据成员
,
对于任何情况下通过任何手段
都可修改
,
自然此时的
const
成员函数是可以修改它的…
4.
谈谈
volatile
和”完全
const
对象”
一个有
volatile
修饰的类只允许访问其接口的一个子集,这个子集由类的
实现者来控制
.
用户只有用
const_cast
才可以访问这个类型的全部接口
.
而且
,
象
const
一样,类的
volatile
属性会传递给它的成员
.
想象
const
修饰的对
象
,
它的成员变量是不可修改的
,
而它通过指针维护的对象或原生变量是可
修改
.
那么我们想
:
如果对象维护一个
char* ,
则它相当于
char*
const chrptr ;
而不是
const char* cosnt chrptr;
对于类中的指针你需要
这样修饰以防止它或它维护的资源:
cosnt x* xptr;
而不是
x*const xptr;
因为
cosnt
修饰的对象它默认
的行为是延续变量:
x* cosnt xptr;
更重要的
,volatile
修饰的数据
,
编译器不可对其进行执行期寄存于寄存器的优化
.
这种特性
,
是为了多线程同步的需要
.
有兴趣者看参看
Andrei
的
GP
系列文章
.
5.
谈谈
const_cast
转换运算符
这个关键字最基础的用法是:去掉数据的
const
性质
.
值得注意的是:它只对指针、引用和其它的具有指向性质的类型
.
参考:
1.
《
Effective C++
》关于
const
两种语义的论述
2.Andrei Alexandrescu
《
volatile
——编写多线程程序的好帮手》