1. 定義常量

1.1 C語言中定義常量的方法

在C語言從零開始這個系列中，我們講了C語言定義常量的方法。沒有看過的同學請參考：C語言從零開始（五）-常量&變量

為什么要定義常量我就不再贅述了，這里重點說說這么定義有什么不好。經常有這樣的面試題：請寫出下面這段代碼的執行結果：

#include <stdio.h>#define SUM 5 + 1;void main(){  int a = 2 * SUM;  printf("%d", a);}

經常有人答12，其實結果是11。不信你用計算機運行一下試試。

為什么會錯呢，因為#define定義的常量是偽常量，它在參加編譯時做的是原樣字符替換。就是2 * SUM這句在編譯器看來應該是

int a = 2 * 5 + 1；


如果你的本意是想得到12，那么定義中應該這么寫：

#define SUM (5 + 1);


這樣的經典錯誤很多人都犯過，雖然道理大家都知道，但是總會因為粗心大意掉進這個坑里。

于是，C++引入const常量徹底解決了這個問題。后來部分C語言的編譯器也開始支持const的使用，這就充分說明了它的價值。

1.2 const常量

在C++中，我們用下面的形式定義常量：

const int MONTH = 12;const int SUM = 5 + 1;

嚴格意義上講，const常量應該叫做“常變量”，它定義了一個值不會被修改的變量。

為了代碼風格統一，我們依然習慣把const常量用全大寫字母命名。

特點

const常量與普通常量最大的不同有兩點：

值不能改變
可以用作數組大小的定義
例如：

const int MAX = 10;int arr[MAX] = {0};for (int i = 0; i < MAX; i++){  // Do something}

1.3 作用范圍

const定義的常量的作用域類似與static，只能被當前文件訪問。如果想在其他文件中使用該如何寫呢？

// file1const int MAX = 10;// file 2extern const int MAX;

不過并不推薦這么使用，還是建議大家把const定義寫在頭文件中，在需要的文件中包含這個頭文件。

2. 指針與const

const的修飾特點是修飾離它最近的部分。它一般有兩種用法。

2.1 指向const變量的指針

讓指針指向一個const對象，防止指針修改所指向的值。

int age = 30;const int* ptr = &age;

這段代碼定義了一個指針ptr，它指向一個const int類型的數據，不可修改。

  *ptr += 1;  // 報錯  cin >> *ptr;  // 報錯

這兩種寫法都是非法的。

注意：依然可以用 age變量修改。

2.2 const指針

將指針本身聲明為一個常量，防止指針位置改變

int a = 3;int* const p = &a;p++; // 錯誤

注意：只有const指針能夠指向const變量，例如：

const int a = 9;const int* p = &a;   // 正確int* ptr = &a;     //錯誤

特殊使用：

const int* const p = &a;


這句話的意思是指針變量和指向的地址中的內容都不可變

3. 函數與const

3.1 const參數

如果希望參數在函數內部不被修改，可以用const修飾，如下：

void fun(const int a){  a++; // 非法操作}

由于a被const修飾為常變量，因此再對它進行a++操作就會報錯。

這種寫法的目的只是為了限制參數在函數內部的修改，如今越來越多的人喜歡這樣實現：

void fun(int a){  const int& b = a;  b++; // 非法操作 }

效果是完全一樣的。

3.2 const返回值

如果函數返回值是一個基本數據類型，用const修飾是沒有意義的。比如：

const int fun(){  return 1;}

fun()函數的返回值是不可能做“左值”再被修改的，因為沒人會這么使用：

fun() = 2;
編譯器也會把這種寫法先過濾掉。

一般，const只用來修飾返回值是一個類的對象的函數。例如：

class A{public:  A()  {    m_i = 0;  }  A(int i) : m_i(i){}  void Modify(int i)  {    m_i = i;  }private:  int m_i;};A GetA(){  return A(1);}const A GetConstsA(){  return A(1);}void Update(A& a){  a.Modify(2);}void Update2(const A& a){  A m = a;  m.Modify(2);}int main(){  GetA() = A(1);    // 正確  GetA().Modify(5);  // 正確  GetConstsA() = A(1);   // 報錯  GetConstsA().Modify();  // 報錯  Update(GetA());      // 正確  Update(GetConstsA());  // 報錯  Update2(GetConstsA());  // 正確  return 0;}

能看懂其中的奧秘嗎？總結一下，const修飾的返回值如果是類的對象，那么：

這個返回值不能做左值（放在等號左邊被賦值或者調用其成員函數）
這個返回值的別名必須也被const修飾

4. 舉一反三

知道了一般參數和返回值被const修飾的情況，我們應該能夠推導出const修飾指針參數和返回值的情況。我們用一段代碼來看看容易出現的錯誤。

void fun1(int* p){  // Do nothing}void fun2(const int* cp){  *cp = 3; // 錯誤  int i = *cp;   int* ip2 = cp; // 錯誤}const char* fun3(){  return "result of function fun3()";}const int* const fun4(){  static int i;  return &i;}int main(){  int x = 0;  int* p = &x;  const int* cp = &x;  fun1(p);  fun1(cp); // 錯誤  fun2(p);  fun2(cp);  char* cp = fun3();  // 錯誤  const char* ccp = fun3();  int* p2 = fun4(); // 錯誤  const int* const ccp = fun4();  const int* cp2 = fun4();  *fun4() = 1; // 錯誤  return 0;}

這段程序的各種賦值其實完全符合第2部分中介紹的原則。在傳參和賦值的過程中需要注意：

指針內容被const修飾時，*p不可修改
指針內容被const修飾時，不能賦值給內容非const的指針
指針變量和內容都被const修飾時，只能給相同情況的指針賦值
說起來有些拗口，仔細想想其實和第二部分所講的內容相似。

OK，今天就先到這里。