玩转 C/C++ 中的 const 关键字：不同位置，不同含义-51CTO.COM

在C/C++编程中，const关键字被广泛应用，它的主要作用是定义不可变的量。然而，根据const关键字在代码中的位置不同，其含义和作用也各不相同。

一、const修饰变量

1. const修饰普通变量

当const修饰一个普通变量时，表示这个变量的值一旦初始化后，就不能再被修改。

const int max_value = 100;
// max_value = 200; // 错误：max_value是一个常量，不能被修改

在这个例子中，max_value被定义为一个常量，任何对max_value的赋值操作都会导致编译错误。这种用法常用于定义程序中的常量，如配置参数、物理常数等。

2. const修饰指针变量

指针变量和const关键字的组合使用较为复杂，根据const的位置不同，含义也有所不同。

(1) const修饰指针所指向的对象

const int* ptr_to_const;

这里，ptr_to_const是一个指向const int的指针，意味着通过该指针无法修改其所指向的值。

int value = 10;
const int* ptr_to_const = &value;
// *ptr_to_const = 20; // 错误：不能修改ptr_to_const所指向的值

(2) const修饰指针本身

int* const const_ptr;

这种情况下，const_ptr是一个常量指针，表示指针本身不能改变，但可以通过指针修改其所指向的值。

int value1 = 10;
int value2 = 20;
int* const const_ptr = &value1;
*const_ptr = 30; // 合法：可以修改const_ptr所指向的值
// const_ptr = &value2; // 错误：不能修改const_ptr本身

const int* const const_ptr_to_const;

在这种情况下，const_ptr_to_const是一个指向const int的常量指针，既不能修改指针本身，也不能修改指针所指向的值。

int value = 10;
const int* const const_ptr_to_const = &value;
// *const_ptr_to_const = 20; // 错误：不能修改const_ptr_to_const所指向的值
// const_ptr_to_const = &value2; // 错误：不能修改const_ptr_to_const本身

二、const修饰函数参数

1. const修饰普通参数

当const修饰函数的普通参数时，表示在函数内部不能修改该参数的值。

void printValue(const int value);

在这个例子中，value在函数内部是只读的，不能被修改。

void printValue(const int value) {
    // value = 20; // 错误：不能修改value
    std::cout << value << std::endl;
}

2. const修饰指针参数

当const修饰指针参数时，表示通过该指针不能修改所指向的值。

void printArray(const int* array, int size);

在这个例子中，array指向的数组元素是只读的，不能被修改。

void printArray(const int* array, int size) {
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        std::cout << array[i] << std::endl;
        // array[i] = 0; // 错误：不能修改array[i]
    }
}

3. const修饰引用参数

当const修饰引用参数时，表示通过该引用不能修改其所指向的值。

void printValue(const int& value);

在这个例子中，value在函数内部是只读的，不能被修改。

void printValue(const int& value) {
    // value = 20; // 错误：不能修改value
    std::cout << value << std::endl;
}

三、const修饰成员函数

成员函数后的const

当成员函数后面加上const时，表示该成员函数不能修改类的成员变量。

class MyClass {
public:
    int getValue() const;
private:
    int value;
};

int MyClass::getValue() const {
    // value = 20; // 错误：不能修改成员变量
    return value;
}

在上面的例子中，getValue函数被声明为const，因此该函数不能修改任何成员变量。这种用法有助于提高代码的安全性和可读性。

四、const修饰返回类型

1. const修饰普通返回值

这种用法较少见，因为返回值通常是一个临时对象，本身不可修改。

const int getMaxValue();

2. const修饰指针返回值

当const修饰指针返回值时，表示返回的指针所指向的值是只读的。

const int* getArray();

在这个例子中，函数返回一个指向const int的指针，不能通过该指针修改其所指向的值。

const int* getArray() {
    static int array[3] = {1, 2, 3};
    return array;
}

const int* array = getArray();
// array[0] = 10; // 错误：不能修改返回的数组元素

3. const修饰引用返回值

当const修饰引用返回值时，表示返回的引用是只读的，不能修改其所指向的值。

const int& getValue();

在这个例子中，函数返回一个对const int的引用，引用的值不能被修改。

const int& getValue() {
    static int value = 10;
    return value;
}

const int& value = getValue();
// value = 20; // 错误：不能修改返回的引用值

五、const与编译期优化

const关键字不仅提高了代码的安全性，还为编译器提供了更多的优化机会。编译器可以利用const信息进行更激进的优化，例如常量折叠和代码内联。

六、实践中的最佳实践

在实际开发中，合理使用const关键字不仅能提升代码的安全性和可读性，还能有效避免潜在的BUG。以下是一些最佳实践建议：

能用const的地方尽量使用const：无论是变量、指针还是成员函数，都应尽量使用const关键字。
函数参数使用const引用：对于大型对象，使用const引用传递参数，避免不必要的拷贝操作。
返回const对象：如果返回的对象不希望被修改，可以使用const修饰返回类型。

结语

const关键字在C/C++中具有多种用途，其位置不同会导致其含义和作用的不同。理解并正确使用const关键字，可以有效提升代码的质量和安全性。在日常开发中，养成使用const的习惯，将使你的代码更加健壮、易读且易于维护。