C++ const的用法（非常详细）

程序的存在就是为了处理数据，程序中的数据非常重要，谁也不想让自己的数据未经授权就被随意修改而导致最终结果出错。因此，我们在 C++ 程序中通过设置类成员的访问级别来防止外界非法访问类中的数据，以此保护数据的安全性。

但 C++ 认为仅仅在类中设置访问级别对数据的保护还不够，所以专门增加了 const 关键字来保护数据，防止数据被非法修改。

我们知道，使用各种类型的变量来保存数据，如果想保护某个变量的值，使之保存的数据不被修改，可以在定义该变量时，在数据类型前加上 const 关键字进行声明。这样，一旦有人试图修改这个变量的值，编译器就会报错，从而使我们发现并阻止这种非法访问，确保数据的安全性。

使用 const 修饰变量的语法格式如下：

const 数据类型 变量名;

例如，可以这样来保护数据：

const double PI = 3.14159;
PI = 3.14;    // 有const保护，行不通

用 const 声明（或称为修饰）后，变量就具有了 const 属性。当在程序中试图修改这个变量的值时，编译器就会报错。

C++ const声明指针变量的两种形式

如果我们要使用 const 声明普通数据类型的变量，只需在定义变量时在数据类型前加上 const 关键字即可。但如果我们要使用 const 声明一个指针类型的变量，则有两种形式：

int N = 0;
const int* pInt1 = &N;  // 第一种形式：常量整型指针
int* const pInt2 = &N;  // 第二种形式：整型常量指针

由于 const 关键字位置的不同，这两种形式所表达的含义也各不相同。第一种形式定义的是一个常量整型指针，而第二种形式定义的是一个整型常量指针。这听起来像在说绕口令，实际上这两种形式确实有所不同。

为了明确这两种形式的区别，我们可以把声明语句以“*”为界，分割成两个部分，如下图所示。


经过这样的分割后，很容易看出其中的区别：

• 如果 const 在“*”的左边，则表示 const 修饰的是 int 类型，也就是说不能通过这个指针修改它所指向的 int 类型变量的值，但指针本身的值是可变的，它可以指向另一个 int 类型的变量；
• 如果 const 在“*”的右边，则表示 const 修饰的是指针本身，这意味着这个指针的值不能在定义后被修改，所以在定义的同时必须赋初值，同时也不能再指向其他的 int 类型变量，但可以通过这个指针修改它所指向的 int 变量的值。

因此，使用 const 声明或修饰指针变量，可以选择只保护指针指向的数据，或者只保护指针本身的值。我们甚至可以在“*”左右都加上 const，这样既保护它所指向的数据，也保护指针本身：

const int* const pInt3 = &N;  // 双保险

有了 const 的看管，再加上编译器的帮助，我们自然不用担心数据被非法修改了。

C++ const代替#define定义常变量

例如，定义表示圆周率的 PI 常量，可以采用下面的两种方式：

// 定义宏PI
#define PI 3.1415926
// 定义常量PI
const double PI = 3.14159

这两种方式在语法上都是合法的，但第二种方式比第一种方式好。原因在于，如果使用 #define 定义宏 PI，PI 会在预处理过程中被替换成具体的数字 3.14159，而宏的名称不会出现在程序的符号表中。

符号表是编译器在编译程序的过程中收集、记录和使用的程序代码中的语法符号的类型和特征等相关信息。这些信息一般以表格的形式存储于系统中，如常数表、变量名表、函数名表等。

如果使用宏，那么在调试时可能会遇到一个反复出现的数值，但不知道它的含义，这可能会给程序的调试带来一定的麻烦。相比之下，使用 const 定义常变量，不仅可以保证 PI 值不会被修改，变量名还会出现在符号表中，便于调试，同时可以进行类型检查，借助编译器减少错误。因此，在需要定义常量时，应优先选择使用 const。

C++ const修饰函数参数

因为用 const 声明的变量具有不可修改性，所以常用于给函数的传入参数加上 const 关键字，以表示这是一个只用于传入数据的参数，防止它在函数内部被非法修改而引起其他错误。

相应地，对于负责传出数据的参数，因为在函数内部会被修改，自然就不应加上 const。因此，有无 const，可以清晰地表示函数参数是传入数据还是传出数据。

例如：

// 复制字符串函数
char* strcpy(
    char* destination,  // 目标字符串，会被修改，所以没有加上 const 进行声明
    const char* source   // 源字符串，不会被修改，所以加上 const 进行声明
);

C++ const声明类成员函数

在类的定义中，除通过设置不同的访问级别来保护类内部的成员数据不会被修改外，const 关键字也能提供额外的保护。

如果某个成员函数在语义上不会修改类的内部数据，例如 Rect 类的 GetArea() 函数，它只是用来得到矩形的面积，而不应该去修改矩形的任何数据。为了让这样的函数只做它该做的事，防止它修改类内部的数据，在声明函数时，可以在函数末尾加上 const 关键字。

负责监督的 const 关键字会检查该成员函数是否意外地修改了类的成员变量（做了不该做的事），一旦发现这类操作，编译器会给出错误提示信息，从而保护成员变量。例如：

// 矩形类
class Rect
{
public:
    // ...
    // 获得矩形面积，不应该修改类的数据，所以在函数末尾加上 const
    int GetArea() const
    {
        // 试图在用 const 声明的成员函数内修改类的成员变量
        // 会导致一个编译错误
        m_nW = 10;
        return m_nW * m_nH;  // 只读访问成员变量
    }
    // 设置矩形的长和宽
    // 函数参数 nW 和 nH 只是用于传入数据，所以加上 const
    // 但在函数内部，会修改类的成员数据，所以没有加 const
    void SetRect(const int nW, const int nH)
    {
        m_nW = nW;  // 修改成员变量
        m_nH = nH;
    }
private:  // 设置私有访问级别保护数据
    int m_nW = 0;
    int m_nH = 0;
};

在这段代码中，GetArea() 成员函数使用 const 进行声明，表示这是对类的一个只读访问。如果试图在 GetArea() 函数内部修改该类的数据，编译器会报出错误，这有助于我们检查程序代码中对数据的非法修改，并纠正程序的错误。

除可以发现用 const 声明的成员函数中对数据的非法修改外，当在一个 const 声明的常量对象上调用非 const 声明的成员函数尝试对常量对象进行修改时，编译器也会发现这种非法修改，并报出编译错误来提示我们进行修正。例如：

// 定义一个用 const 声明的常量对象
const Rect rect;
// 在常量对象上调用非 const 声明的成员函数是非法的
rect.SetRect(3,4);
// 在常量对象上调用以 const 声明的成员函数是合法的
int n = rect.GetArea();

const 不仅可以看管单个变量，还可以看管函数参数，把 const 关键字放到类成员函数的末尾时，还可以保护整个类的数据。一旦发现对它所保护的数据的非法访问，编译器就会给出错误提示信息。因此，有了 const 的保护，程序中的数据就不会被非法访问了。