有时我们希望定义这样一种变量,它的值不能被改变。
例如,用一个变量来表示缓冲区的大小。使用变量的好处是当我们觉得缓冲区大小不再合适时,很容易对其进行调整。
另一方面,也应随时警惕防止程序一不小心改变了这个值。为了满足这一要求,可以用关键字 const 对变量的类型加以限定∶
const int bufSize = 512; // 输入缓冲区的大小
这样就把bufSize定义成了一个常量。任何试图为bufSize赋值的行为都将引发错误。
因为const 对象一旦创建后其值就不能再改变,所以const 对象必须初始化。一如既往,初始值可以是任意复杂的表达式∶
const int i = get_size(); // 正确:运行时初始化
const int j = 42; // 错误:编译时初始化
const int k; // 错误:未经初始化
正如之前反复提到的,对象的类型决定了其上的操作。
与非 const 类型所能参与的操作相比,const类型的对象能完成其中大部分,但也不是所有的操作都适合。
主要的限制就是只能在const类型的对象上执行不改变其内容的操作。
例如,const int 和普通的int 一样都能参与算术运算,也都能转换成一个布尔值,等等。
在不改变 const 对象的操作中还有一种是初始化,如果利用一个对象去初始化另外一个对象,则它们是不是 const 都无关紧要∶
int i = 42;
const int ci = i; // 正确:i的值被拷贝给了ci
int j = ci; // 正确:ci的值被拷贝给了j
尽管 ci是整型常量,但无论如何 ci 中的值还是一个整型数。ci的常量特征仅仅在执行改变 ci的操作时才会发挥作用。当用ci去初始化j时,根本无须在意ci是不是一个常量。拷贝一个对象的值并不会改变它,一旦拷贝完成,新的对象就和原来的对象没什么关系了。
当以编译时初始化的方式定义一个const对象时,就如bufSize的定义一样:
const int bufSize = 512;
编译器将在编译过程中把用到该变量的地方都替换成对应的值。也就是说,编译器会找到代码中所有用到 bufSize 的地方,然后用 512 替换。
为了执行上述替换,编译器必须知道变量的初始值。如果程序包含多个文件,则每个用了 const 对象的文件都必须得能访问到它的初始值才行。要做到这一点,就必须在每一个用到变量的文件中都有对它的定义。为了支持这一用法,同时避免对同一变量的重复定义,默认情况下,const 对象被设定为仅在文件内有效。
当多个文件中出现了同名的const 变量时,其实等同于在不同文件中分别定义了独立的变量。
某些时候有这样一种 const 变量,它的初始值不是一个常量表达式,但又确实有必要在文件间共享。
这种情况下,我们不希望编译器为每个文件分别生成独立的变量。
相反,我们想让这类 const 对象像其他(非常量)对象一样工作,也就是说,只在一个文件中定义 const,而在其他多个文件中声明并使用它。
解决的办法是,对于const 变量不管是声明还是定义都添加extern关键字,这样只需定义一次就可以了∶
// file_1.cpp定义并初始化了一个常量,该常量能被其他文件访问
extern const int bufSize = fcn();
// file_1.h头文件
extern const int bufSize; // 与file_1.cpp中的bufSize是同一个
如上述程序所示,file_1.cpp 定义并初始化了bufSize。
因为这条语句包含了初始值,所以它(显然)是一次定义。
然而,因为bufSize是一个常量,必须用extern 加以限定使其被其他文件使用。
file_1.h头文件中的声明也由extern做了限定,其作用是指明 bufSize并非本文件所独有,它的定义将在别处出现。
可以把引用绑定到 const 对象上,就像绑定到其他对象上一样,我们称之为对常量的引用(reference to const)。
与普通引用不同的是,对常量的引用不能被用作修改它所绑定的对象∶
const int ci = 1014;
const int &r1 = ci; // 正确:引用及其对象都是常量
r1 = 42; // 错误:r1是对常量的引用
int &r2 = ci; // 错误:试图让一个非常量引用指向一个常量引用
因为不允许直接为 ci赋值,当然也就不能通过引用去改变 ci。因此,对 r2 的初始化是错误的。假设该初始化合法,则可以通过r2 来改变它引用对象的值,这显然是不正确的。
引用的类型必须与其所引用对象的类型一致,但是有两个例外。
第一种例外情况就是在初始化常量引用时允许用任意表达式作为初始值,只要该表达式的结果能转换成引用的类型即可。尤其,允许为一个常量引用绑定非常量的对象、字面值,甚至是个一般表达式∶
int i = 42;
const int &r1 = i; // 允许将const int&绑定到一个普通int对象上
const int &r2 = 42; // 正确:r2是一个常量引用
const int &r3 = r1 * 2; // 正确:r3是一个常量引用
int &r4 = r1 * 2; // 错误:r4是一个普通的非常量引用
要想理解这种例外情况的原因,最简单的办法是弄清楚当一个常量引用被绑定到另外一种类型上时到底发生了什么:
double dval = 3.14;
const int &ri = dval;
此处 ri引用了一个int 型的数。对ri的操作应该是整数运算,但 dval却是一个双精度浮点数而非整数。
因此为了确保让ri 绑定一个整数,编译器把上述代码变成了如下形式∶
const int temp = dval; // 由双精度浮点型生成一个临时的整型常量
const int &r1 = temp; // 让ri绑定这个临时量
在这种情况下,ri 绑定了一个临时量(temporary)对象。
对const的引用可能引用一个并非const的对象
必须认识到,常量引用仅对引用可参与的操作做出了限定,对于引用的对象本身是不是一个常量未作限定。
因为对象也可能是个非常量,所以允许通过其他途径改变它的值∶
int i = 41;
int &r1 = i; // 引用对象ri绑定i
const int &r2 = i; // r2也绑定对象i,但是不允许通过r2修改i的值
r1 = 0; // r1并非常量,i的值修改为0
r2 = 0; // 错误:r2是一个常量引用
r2 绑定(非常量)整数i是合法的行为。
然而,不允许通过r2 修改i的值。尽管如此, i 的值仍然允许通过其他途径修改,既可以直接给i 赋值,也可以通过像r1一样绑定到 i 的其他引用来修改。
原文:https://www.cnblogs.com/lihello/p/14293974.html