C++ const限定符以及頂層const和底層const的示例分析

本篇文章給大家分享的是有關(guān)C++ const限定符以及頂層const和底層const的示例分析，小編覺(jué)得挺實(shí)用的，因此分享給大家學(xué)習(xí)，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說(shuō)，跟著小編一起來(lái)看看吧。

一、const限定符的作用

　　當(dāng)我們?cè)趯?xiě)程序的時(shí)候，想定義一種變量，它的值不會(huì)被改變，這時(shí)就可以用const限定符來(lái)定義變量，也可稱(chēng)它為常量，常量的定義必須要有初始值，否則編譯錯(cuò)誤。其實(shí)際例子是用一個(gè)變量來(lái)表示緩沖區(qū)的大小的時(shí)候。

　　對(duì)內(nèi)置類(lèi)型用const是比較通俗易懂的，其作用就是不能對(duì)用const定義了的變量進(jìn)行修改(寫(xiě))，但可以進(jìn)行拷貝(讀)。

const int bufSize = 512;    //正確
const int bufSize2;    //錯(cuò)誤，const對(duì)象必須要初始化    
int buffer[bufSize];
 
const int a = 1;
int b = 2;
a = 3;    //錯(cuò)誤，不能對(duì)常量進(jìn)行賦值    
b = a;    //正確

二、const和引用

　　在我的理解中，引用就相當(dāng)于一個(gè)常量，它在初始化時(shí)就已經(jīng)與一個(gè)對(duì)象綁定在一起，之后就不能綁定其他對(duì)象，這種專(zhuān)一的品質(zhì)非常值得我們學(xué)習(xí)。而當(dāng)用const對(duì)引用進(jìn)行定義時(shí)，它的作用就是說(shuō)明該引用綁定的對(duì)象是一個(gè)常量，不能對(duì)該引用進(jìn)行修改(事實(shí)上，常量引用綁定的對(duì)象不一定是常量，常量引用中的“常量”這兩個(gè)字的意思其實(shí)是引用覺(jué)得其綁定的對(duì)象是一個(gè)常量，但該綁定的對(duì)象是變量也是合法的，下面通過(guò)代碼詳細(xì)說(shuō)明)。

//非常量引用
int a = 0;
int &r = a;
r = 1;    //通過(guò)操作引用來(lái)對(duì)a賦值，此時(shí)相當(dāng)于a=1
 
//常量引用綁定常量
const int b = 1;    //b是一個(gè)常量
const int &r2 = b;    //正確
r2 = 5;      //錯(cuò)誤，不能對(duì)常量引用進(jìn)行修改
b = 5;    //錯(cuò)誤
 
//常量引用綁定變量
int c = 1;
const int &r3 = c;    //正確，常量引用也可以綁定變量
r3 = 5;    //錯(cuò)誤，不可修改常量引用
int d = r3;    //正確，常量引用可讀，該值為c
c = 5;    //正確，可修改變量
 
//非常量引用不可綁定常量
const int e = 1;
int &r4 = e;    //錯(cuò)誤

　　以上四種情況已說(shuō)明const和引用的關(guān)系，為何第四種情況中不可用非常量引用綁定常量呢，這是因?yàn)槲覀円呀?jīng)定義了e是一個(gè)不可修改的常量，假如我們用非常量引用成功綁定了它，并且可以通過(guò)修改引用來(lái)使e的值改變，這不就違背了e作為常量其值不可改變的理念了嗎，所以第四種情況編譯器是會(huì)報(bào)錯(cuò)的。

　　常量引用中的const的作用是針對(duì)引用綁定的對(duì)象的，指所綁定的對(duì)象是一個(gè)常量，這叫做底層const。

三、const和指針

　　引用不是一個(gè)對(duì)象，因此const不能針對(duì)引用起作用，只能對(duì)引用的綁定對(duì)象起作用。但指針是一個(gè)對(duì)象，所以指針和const之間有三種組合方式：1.常量指針，2.指向常量的指針，3.指向常量的常量指針，其三者作用如下代碼所示。

//1、常量指針
//常量指針指向變量，即常量指針中的地址不能修改
int a = 1;
int b = 2;
int *const p = &a;    //正確，常量指針可以指向變量
p = &b;    //錯(cuò)誤，常量指針中的地址值不能修改
*p = 2;    //正確，p的解引用是a的值，a是變量，可以修改該值
 
//2、指向常量的指針
//即指針中的地址可以修改，但指向的對(duì)象是常量不能用解引用修改值(實(shí)際上指向的對(duì)象可以是變量)
int c = 3;
const int d = 4;
int e = 5;
const int f = 6;
int const *p2 = &c;    //正確，指向常量的指針可以指向變量
const int *p3 = &d;    //正確，指向常量的指針指向常量
p2 = &e;    //正確，可以改變指向的地址
p3 = &f;     //正確
*p2 = 0;    //錯(cuò)誤，雖然p2實(shí)際指向的是一個(gè)變量，但操作p2的解引用時(shí)p2把指向的對(duì)象看作常量，因此不能通過(guò)解引用來(lái)修改對(duì)象的值
c = 0;    //正確，不能通過(guò)p2的解引用修改c，但c自身是變量可以修改
*p3 = 0;    //錯(cuò)誤，同理p2
f = 0;    //錯(cuò)誤
 
//3、指向常量的常量指針
//即指針中的地址不可以修改，指向的對(duì)象是常量也不能用解引用修改值(實(shí)際上指向的對(duì)象可以是變量)
int g = 1;
const int h = 2;
const int *const p4 = &g;    //正確
const int *const p5 = &h;    //正確
p4 = &h;    //錯(cuò)誤，不能修改值
*p4 = 0;    //錯(cuò)誤，不能修改其解引用

　　對(duì)象的類(lèi)型確定了對(duì)象的操作，因此指向常量的指針?biāo)摹俺Ａ俊眱勺植皇窍拗浦羔樦赶虻膶?duì)象必須是常量，而是限制了指針的解引用操作。因?yàn)橹赶虺Ａ康闹羔樅统Ａ恳靡粯?，是一個(gè)自以為是的家伙，它認(rèn)為自己指向的一定是一個(gè)常量，所以對(duì)指向常量的指針進(jìn)行解引用，讓指針認(rèn)為在對(duì)一個(gè)常量進(jìn)行修改，因此這是非法的行為。

四、頂層const和底層const

1、頂層const

　　何為頂層const，其定義為對(duì)象本身是一個(gè)常量，因此對(duì)一切的內(nèi)置類(lèi)型常量而言，所有的const都是頂層const，而對(duì)于指針而言，常量指針是頂層const，對(duì)于引用則沒(méi)有頂層const的概念，以下代碼都是頂層const。

const int a = 1;
const double val = 3.14;
const string str = “hello”;
int *const p = &a;

　　頂層const的對(duì)象一旦完成初始化，就不能修改其值，但可以作為被拷貝對(duì)象進(jìn)行拷貝操作，如下代碼所示。

const int b = 1;
b = 2;    //錯(cuò)誤，頂層const不能修改值
int c = b;    //正確，頂層const可以被拷貝
int *const p2 = &b;
*p2 = 0;    //錯(cuò)誤，實(shí)際指向的為常量，不能修改其解引用
p2 = &c;    //錯(cuò)誤，頂層const不能修改值
 
int *const p3 = &c;
*p3 = 3;    //正確，實(shí)際指向的為變量，可以修改其解引用
 
const int *p4 = p2;    //正確，頂層const可以被拷貝
*p4 = 0;    //錯(cuò)誤，p4是底層const(下面解釋)，不能修改其解引用

　　有些朋友可能對(duì)const int *p3這句定義語(yǔ)句有疑問(wèn)，其實(shí)它和int const *p3是一樣的，都是指向常量的指針，也是一個(gè)底層const(下面介紹)，而以上代碼說(shuō)明頂層const對(duì)象不能修改，但可以被拷貝，因?yàn)楸豢截惖倪^(guò)程中，是可以忽略頂層const的。

2、底層const

　　底層const這個(gè)概念只在指針和引用上有效，其定義是該指針指向或該引用綁定的對(duì)象是常量。因此指針可以有頂層const和底層const，而引用只有底層const。

int a = 0;
int const *p = &a;    //底層const
const int &r = a;    //底層const

　　很多朋友可能分不清一個(gè)指針到底是底層const還是頂層const，這里可以教大家一個(gè)方法，就是看變量名最近的聲明符是什么，例如const int *p，最近的聲明符是*，因此他是一個(gè)指針，第二個(gè)聲明符才是const，因此他是一個(gè)指向常量的指針；又例如int *const p2，最近的聲明符是const，因此p2是一個(gè)常量，第二個(gè)聲明符才是*，因此它是一個(gè)常量指針。其實(shí)大家只要記住一個(gè)就行，各人有各人的方法，最緊要自己覺(jué)得好用啦。

　　了解了底層const，那么我們分析一下底層const可以進(jìn)行哪些操作，以下為代碼。

int a = 0;
const int b = 0;
int const *p = &a;    //底層const可以指向常量也可以指向變量，因?yàn)閷?duì)于&a該類(lèi)型可以從int*轉(zhuǎn)換為const int*，因此可以說(shuō)成對(duì)象被拷貝時(shí)可以忽略其頂層const
 
//對(duì)于引用的底層const，即是常量引用
const int &r = a;    //綁定一個(gè)變量
r = 0;    //錯(cuò)誤，引用的底層const不可以修改值。
int c = r;  //正確
const int d = r;    //正確
int &r2 = r;    //錯(cuò)誤
const int r3 = r;    //正確  
 
//對(duì)于指針的底層const，即指向常量的指針
//修改指針的值
p = &b;    //正確，指針的底層const可以修改值
*p = 2;    //錯(cuò)誤，指針的底層const不可以修改解引用的值
 
//指針被拷貝
int *p2 = p;    //錯(cuò)誤
int *const p3 = p;    //錯(cuò)誤
int const *p4 = p;    //正確
const int *const p5 = p;    //正確，p5有頂層和底層const

　　對(duì)于引用的底層const，因?yàn)橐脹](méi)有頂層const，對(duì)于它的操作特性，可以從它綁定了一個(gè)常量這個(gè)基礎(chǔ)去理解，實(shí)際它不一定綁定常量，但在使用常量引用時(shí)要看成他始終綁定了一個(gè)常量，那么它的修改和被拷貝是否允許就比較清楚了。

　　對(duì)于指針的底層const，指針把自己指向的對(duì)象視為常量，所以我們修改解引用的值時(shí)相當(dāng)于修改指向的那個(gè)常量對(duì)象的值，這是不允許的，所以編譯器報(bào)錯(cuò)。但指針不是常量指針(沒(méi)有頂層const)，因此可以修改指針的值(指向的對(duì)象可以改變)。當(dāng)有底層const的指針用作被拷貝的對(duì)象是，其底層const就不能忽略了，拷入和拷出的對(duì)象必須都要有底層const才能對(duì)底層const指針進(jìn)行拷貝操作。

對(duì)指針const限定符的總結(jié)：

1. 頂層const不能修改值，但其解引用可能可以修改(根據(jù)實(shí)際指向的對(duì)象決定)

2. 頂層const作為被拷貝值時(shí)，沒(méi)有限制，可以被忽略

3. 底層const可以修改值，但其解引用不能修改

4. 底層const在用作拷貝操作時(shí)，要求拷入與拷出值都有相同的底層const(都是底層const，或都不是)，不能忽略。

以上就是C++ const限定符以及頂層const和底層const的示例分析，小編相信有部分知識(shí)點(diǎn)可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿?huì)見(jiàn)到或用到的。希望你能通過(guò)這篇文章學(xué)到更多知識(shí)。更多詳情敬請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。