在C++中，const关键字用于声明常量、保护变量不被修改、限制函数行为等。它是用于提升代码安全性和可维护性的一个重要特性。以下是const关键字在不同场景中的使用方式及其作用：
1. 定义常量
const关键字可以用来定义不可修改的常量。在这种情况下，常量的值在初始化时被设置，并且不能在后续的代码中改变。
示例：
const int MAX_SIZE = 100; // MAX_SIZE 是一个常量，不能被修改
int main() {
// MAX_SIZE = 200; // 错误！常量不能修改
std::cout << "Max size is: " << MAX_SIZE << std::endl;
return 0;
}
用途：
- 提供一个具名的常量，使代码更具可读性。
- 防止意外修改常量值，增加安全性。
2. 指针和const
在指针和const的组合中，const可以用来保护指针指向的值，或者保护指针本身，甚至两者都可以受保护。
（1）指向常量的指针
指针指向的值是常量，不能通过该指针修改它指向的值。
const int val = 10;
const int* ptr = &val; // ptr 是一个指向 const int 的指针
// *ptr = 20; // 错误！不能通过 ptr 修改 val 的值
（2）常量指针
指针本身是常量，不能指向其他地址，但可以修改指针指向的值。
int val1 = 10;
int val2 = 20;
int* const ptr = &val1; // ptr 是一个常量指针，不能改变指向
*ptr = 30; // 可以修改 val1 的值
// ptr = &val2; // 错误！ptr 不能改变指向
（3）指向常量的常量指针
指针和它指向的值都是常量，既不能改变指针指向的值，也不能改变指针本身。
const int val = 10;
const int* const ptr = &val; // 指针和它指向的值都是常量
// *ptr = 20; // 错误！不能修改指针指向的值
// ptr = &val2; // 错误！不能修改指针本身
3. 常量引用
使用const关键字可以创建一个常量引用。常量引用在函数参数传递中非常常见，用于防止函数修改传入的对象，并且避免对象的拷贝。
示例：
void print(const std::string& str) {
std::cout << str << std::endl;
// str += " added"; // 错误！不能修改 const 引用的值
}
int main() {
std::string message = "Hello, World!";
print(message);
return 0;
}
用途：
- 通过引用传递对象，避免拷贝的开销。
- 使用
const保证函数不会修改传入的参数。
4. 常量成员函数
在类中，const关键字可以用来修饰成员函数，表示该函数不会修改类的成员变量。常量成员函数只能调用其他常量成员函数。
示例：
class MyClass {
private:
int value;
public:
MyClass(int v) : value(v) {}
int getValue() const { // 常量成员函数
return value;
}
void setValue(int v) {
value = v;
}
};
int main() {
MyClass obj(10);
std::cout << obj.getValue() << std::endl; // 常量函数可以调用
obj.setValue(20); // 可以修改值
return 0;
}
在常量成员函数中，编译器会确保函数不会修改任何非mutable的成员变量，从而保证对象的状态不变。
5. 常量对象
通过const关键字，可以创建一个常量对象，表示该对象的所有成员变量和成员函数都不能修改（除非函数是mutable的或是常量成员函数）。
示例：
class MyClass {
private:
int value;
public:
MyClass(int v) : value(v) {}
int getValue() const {
return value;
}
void setValue(int v) {
value = v;
}
};
int main() {
const MyClass obj(10); // 常量对象
std::cout << obj.getValue() << std::endl; // 可以调用常量成员函数
// obj.setValue(20); // 错误！不能调用非常量成员函数
return 0;
}
用途：
- 确保对象在其生命周期中不被修改。
- 只能调用对象的常量成员函数，从而保证数据的安全性。
6. 常量数组
可以用const关键字定义常量数组，数组中的元素值不能被修改。
示例：
const int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 常量数组
int main() {
// arr[0] = 10; // 错误！不能修改常量数组的值
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
std::cout << arr[i] << std::endl;
}
return 0;
}
总结
- 定义常量：
const int MAX = 10;确保常量不被修改。 - 常量指针：
int* const ptr;限制指针的修改。 - 指向常量的指针：
const int* ptr;防止通过指针修改值。 - 常量引用：
const std::string& ref;用于引用传递，保证不修改值。 - 常量成员函数：
int getValue() const;防止修改类的成员变量。
使用const可以提升代码的可读性和安全性，防止意外的修改，同时也增强了代码的健壮性和可维护性。