[C++关键字] const/constexpr

const/constexpr¹

• 尽可能的使用constexpr
• 对于不变的变量，尽量用const修饰

const 与 宏

• const vs define的比较：define只是字符的替换，没有类型方面的约束，而const修饰的变量可以防止窜改与保持类型安全。 所以一般推荐多用const定义常量而不是用宏。
• const修饰变量必须初始化，表示常量则不可改变，没有初始化则没有意义；知乎博文描述：const放在data只读区域，不过也不是绝对的，有的时间统计优化等级开的高，也不取地址，可能会优化成立即数在.text段中。

const 与 类

• 1. 修饰类变量-对象：则只能调用const 函数， 不能调用非const函数； 除非在成员变量前面添加mutable 显性指明可变。
• 2. 修饰类中成员变量：必须在初始化列表中进行初始化
• 3. 静态常量和普通常量类似： 推荐放到类外，在相应的.cc/.cpp源文件中进行初始化
• 4. 修饰成员函数：表示函数中成员变量不可被改变，可以被const 对象调用，也可以被普通对象调用；但是这种函数中不能调用非const类型的函数。

// test.h
class Test {public:Test(int var): const_var_(var) {}  // 2. 修饰类中成员变量const int GetVarible() const { return const_var_;} // 4. 修饰成员函数void SetVariable(int var) { mutable_var_ = var; }mutable int mutable_var_;static const int static_const_var_; // 3. 静态常量和普通常量类似private:const int const_var_; // 2. 修饰类中成员变量
};// test.cc
static const int Test::static_const_var_ = 0;const Test test(0); // 1. 修饰类变量-对象 
test.GetValue(); // 1. 修饰类变量-对象
test.mutable_var_ = 200;

const 与 指针

• 1. 指针常量：指向的内容是常量，内容不可变，但是指针可变
• 2. 常量指针：指针为常量，指针不可变，但是内容可变
• 3. 常量指针常量：指针和内容都是常量，都不可变
• 区分哪个是常量的记忆秘诀：const 离哪个量近就是修饰哪个， 如下所示，var_1，var_2 就是const与char类型近，所以常量是对char类型的，也就是内容来约定的； 而var_3是 const与 var_3近，又因为var_3是 指针变量，所以const修饰的是指针。

const char * var_1; // 1. 指针常量
char const * var_2; // 1. 指针常量
char * const var_3; // 2. 常量指针
const char * const var_4; // 3. 常量指针常量

const 其他

• const 与 引用： 内容不可更改，且没有copy开销。 一般参数传递时推荐的写法。
• const 转换： 非const转const 很方便；但是const 转非const也就是remove const是麻烦的，一般不支持隐式转换。可以考虑用remove_const，推荐使用const_cast来实现。

// 注意用模板的机制，实现remove const操作
template<typename T>
struct remove_const
{typedef T Type;
};template<typename T>
struct remove_const<const T> // 点睛之笔
{typedef T Type;
};template<typename T>
using RemoveConstT = typename remove_const<T>::Type;

• 顶层const: 修饰的对象本身不能改变，如const变量，指针常量等
• 底层const：修饰的指针或者引用的对象不能改变， 本身可以改变，但是所指内容不可以改变，如 常量指针。 这种const只能用const_cast<>方式移除，但是有风险。

constexpr (C++11之后)

【在编译期间就能完成执行的代码就最好改为constexpr描述， 这样能提升运气期间的性能，因为编译期间已经确定了表达式的值，不用在运行期间再执行表达式】所以尽可能的使用constexpr

• 修饰表达式：如果一个常量表达式能在编译阶段确定，那么就需要设置为constexpr， 另外如果我们想让一个表达式在编译期间就能得到值，那么我们也需要设置成constexpr。把它放到变量定义前，那么用来初始化这个变量的表达式「必须」是常量表达式。
• 修饰对象： 对象是const的，对象需要编译期间确定。
• 修饰函数：如果不能在编译时期计算出来，那么constexpr修饰的函数就和普通函数一样了， 如果能就是一个const 常量存于代码中，用于运行时使用。
• 检测constexpr函数是否产生编译时期值的方法很简单：就是利用std::array需要编译期常值才能编译通过的小技巧。这样的话，即可检测你所写的函数是否真的产生编译期常值了。
• constexpr与virtual功能上正好相反

constexpr int GetNumber() {...}const int num = GetNumber(); // 如果GetNumber是个模板递归，那么需要在编译期间确定值，那么就需要将const改为constexpr
constexpr int num = GetNumber();  // 则编译期间能确定num的值

• 在实际规范地使用用时，一般把能在编译期确定的表达式或函数定义为constexpr，且变量名kVariable方式定义表示一种常量。而运行期间的定义为const。

reference

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1. 参考知乎博文 ↩︎