【C++】const与类(const修饰函数的三种位置)

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const基本介绍

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拷贝构造使用const

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const基本介绍

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拷贝构造使用const

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const基本介绍

const 是 C++ 中的修饰符，用于声明常量或表示不可修改的对象、函数或成员函数。

我们已经了解了const基本用法,我们先进行简单的回顾:

1. 声明常量变量：使用 const 关键字来声明常量，一旦声明为常量，其值就不能被修改。例如：

    const int MAX_VALUE = 100;

2. const修饰指针:

   a).const 修饰指针所指向的值不可被修改：

 int x = 5;const int* ptr = &x;*ptr = 10; // 错误：试图修改 const 指针所指向的值​int y = 10;ptr = &y; // 正确：const 指针本身可以被修改，指向不同的地址

b).const 修饰指针本身不可被修改：

 int x = 5;int* const ptr = &x;ptr = nullptr; // 错误：试图修改 const 指针本身的值​int y = 10;*ptr = y; // 正确：可以通过 const 指针修改指向的值

const修饰指针具体讲解:C语言：const函数修饰指针_const函数指针-CSDN博客

3.声明常量引用：使用 const 关键字修饰引用，表示引用的值不能被修改。例如：

 const int& ref = someVariable;

错误例子如下：

 int x = 5;const int& ref = x;ref = 10; // 错误：试图修改 const 引用的值

正文

 const char &getCharRef(const SomeClass &param) const{// 返回一个 const char& 类型的常量引用return someChar;}声明一个名为 constCharRef 的函数，该函数接收一个 const 类型的参数，并返回一个 const char& 类型的常量引用。同时，这个函数本身也是一个 const 成员函数示例中 MyClass 是一个类名，SomeClass 是作为参数传递给函数的某个类型，someChar 是一个 const 类型的字符变量、字符串字面值或者对象中的成员变量

看以上代码,在三个位置(文中称做前中后)都用const进行了修饰,那这三个点具体意义是什么呢?

前:

该const是修饰返回值类型

 const int getVal() {// 在这里实现函数的逻辑someVal = 10; // 修改对象中的成员变量return someVal;}

const 关键字用于修饰函数返回值前面的类型，表示函数返回的是一个常量值。这意味着，一旦 getVal() 函数返回一个常量值之后，返回的值就不能被修改，否则编译器会报错。

此处的 const 关键字并没有修饰函数本身。因此，即使在函数内部修改了对象中的成员变量，函数返回的仍然是一个常量值，不能被修改

中:

 void Add(const int val, const int constant){int result = val + constant;cout << "Result: " << result << endl;}

声明常量参数,该const则是为了保护数据,防止val和constant的值被修改

后:

声明常量成员函数：在类中声明成员函数时,使用 const 关键字修饰函数，表示该函数不会修改类的成员变量。该函数不会修改被隐式访问的对象,只能访问类的常量成员变量或调用其他常量成员函数

 class MyClass{public:int getValue() const;​private:int value;};​int MyClass::getValue() const{return value; // 只能读取成员变量的值}const char& operator[](size_t pos) const {assert(pos < _size);return _str[pos];}

函数声明中的 const 关键字修饰的是 this 指针，即表示该成员函数对应的实例对象在函数内部是只读的，不能修改对象的成员变量。因此，即使在函数内部尝试修改 _str 字符串，编译器也不会报错，但这样的操作违反了 const 限定的约定，也会导致代码运行时出现不可预期的问题。

1. 在函数中断言 _size 大于 pos，确保访问 _str 数组元素时不会越界。

2. 约束函数不能修改对象的成员变量，避免对对象状态造成破坏或影响调用者对对象状态的判断。

错误例子:

 class MyString{public:MyString(const char *str){_str = new char[std::strlen(str) + 1];std::strcpy(_str, str);}​// 错误的 const 成员函数char &operator[](size_t pos) const{return _str[pos]; // 修改了成员变量值}​private:char *_str;};​int main(){const MyString str("Hello");​str[0] = 'h'; // 错误：试图修改常量对象的值​return 0;}

拷贝构造使用const

使用拷贝构造时,最用const进行修饰,以防权限的放大

正确写法:

 Date(const Date &d){_year = d.year;_month = d.month;_year = d.year;}

不用const修饰:

 class Date{public:Date(int year, int month, int day) : _year(year), _month(month), _day(day) {}​// 错误的拷贝构造函数，没有使用 const 修饰符Date(Date &d){_year = d._year + 1;_month = d._month;_day = d._day;}​void PrintDate(){std::cout << "Year: " << _year << ", Month: " << _month << ", Day: " << _day << std::endl;}​private:int _year;int _month;int _day;};​int main(){Date d1(2023, 11, 21);d1.PrintDate(); // 输出：Year: 2023, Month: 11, Day: 21​Date d2 = d1;   // 调用拷贝构造函数d2.PrintDate(); // 输出：Year: 2024, Month: 11, Day: 21​return 0;}

出现的错误:

1. 逻辑错误：拷贝构造函数中可能会修改成员变量的值，从而导致对象的状态发生改变。如果这不是我们的预期行为，那么就会导致程序逻辑错误。

2. 破坏不变式：如果被拷贝对象的成员变量有一些不变式，那么拷贝构造函数的修改可能会破坏这些不变式，从而导致程序出错。

   假设有一个 Rectangle 类表示矩形，其中成员变量 width 和 height 分别表示矩形的宽度和高度。该类定义了一个不变式，即 width 和 height 都必须大于 0。

    class Rectangle {public:Rectangle(int width, int height) : _width(width), _height(height) {}​// 错误的拷贝构造函数，破坏了不变式Rectangle(Rectangle& other) {_width = other._width + 1;  // 修改宽度值_height = other._height;}​private:int _width;int _height;};

   在这个例子中，我们定义了一个错误的拷贝构造函数，其中修改了被拷贝对象的宽度值。这将导致破坏 Rectangle 类的不变式，即宽度必须大于 0。如果我们使用该拷贝构造函数创建一个新的矩形对象，它将具有无效的宽度值，从而导致程序出错

3. 不可预知的行为：如果被拷贝对象是一个常量对象，那么在拷贝构造函数中修改其成员变量的值是未定义的行为，可能会导致不可预知的结果。

   假设有一个 Person 类表示人员信息，其中成员变量 name 表示人的姓名，而该类对象被声明为常量对象。

    class Person 
   {public:Person(const std::string& name) : _name(name) {}​// 错误的拷贝构造函数，常量对象被修改Person(Person& other) {_name = "Copy of " + other._name;  // 修改姓名}​private:std::string _name;};

   在这个例子中，我们定义了一个错误的拷贝构造函数，其中修改了被拷贝对象的姓名。如果我们使用该拷贝构造函数创建一个常量对象的副本，这将是未定义的行为，可能会导致不可预知的结果。由于常量对象的成员变量应该是不可修改的，所以在拷贝构造函数中修改成员变量将导致不可预知的状态和行为。