Item 3: Use const whenever possible
尽量使用常量。不需多说,这是防卫型(defensive)程序设计的原则, 尽量使用常量限定符,从而防止客户错误地使用你的代码。
常量的声明
总结一下各种指针的声明方式吧:
char greeting[] = "Hello";
char *p = greeting; // non-const pointer, non-const data
const char *p = greeting; // non-const pointer, const data
char * const p = greeting; // const pointer, non-const data
const char * const p = greeting; // const pointer, const data
const
出现在*
左边则被指向的对象是常量,出现在*
右边则指针本身是常量。
然而对于常量对象,有人把const
放在类型左边,有人把const
放在*
左边,都是可以的:
void f1(const Widget *pw); // f1 takes a pointer to a constant Widget object
void f2(Widget const *pw); // 等效
STL的iterator也是类似的,如果你希望指针本身是常量,可以声明const
; 如果你希望指针指向的对象是常量,请使用
iteratorconst_iterator
:
std::vector<int> vec;
// iter acts like a T* const
const std::vector<int>::iterator iter = vec.begin();
*iter = 10; // OK, changes what iter points to
++iter; // error! iter is const
//cIter acts like a const T*
std::vector<int>::const_iterator cIter = vec.begin();
*cIter = 10; // error! *cIter is const
++cIter; // fine, changes cIter
返回值声明为常量可以防止你的代码被错误地使用,例如实数相加的方法:
const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs);
当用户错误地使用=
时:
Rational a, b, c;
if (a * b = c){
...
}
编译器便会给出错误:不可赋值给常量。
常量成员方法
声明常量成员函数是为了确定哪些方法可以通过常量对象来访问,另外一方面让接口更加易懂: 很容易知道哪些方法会改变对象,哪些不会。
成员方法添加常量限定符属于函数重载。常量对象只能调用常量方法, 非常量对象优先调用非常量方法,如不存在会调用同名常量方法。 常量成员函数也可以在类声明外定义,但声明和定义都需要指定const
关键字。
例如:
class TextBlock {
public:
const char& operator[](std::size_t position) const // operator[] for
{ return text[position]; } // const objects
char& operator[](std::size_t position) // operator[] for
{ return text[position]; } // non-const objects
private:
std::string text;
};
TextBlock tb("Hello");
const TextBlock ctb("World");
tb[0] = ‘x‘; // fine — writing a non-const TextBlock
ctb[0] = ‘x‘; // error! — writing a const TextBlock
比特常量和逻辑常量
比特常量(bitwise constness):如果一个方法不改变对象的任何非静态变量,那么该方法是常量方法。 比特常量是C++定义常量的方式,然而一个满足比特常量的方法,却不见得表现得像个常量, 尤其是数据成员是指针时:
class TextBlock{
char* text;
public:
char& operator[](int pos) const{
return text[pos];
}
};
const TextBlock tb;
char *p = &tb[1];
*p = ‘a‘;
因为char*
并未发生改变,所以编译器认为我们的操作都是合法的。 然而我们定义了一个常量对象
texttb
,只调用它的常量方法,却能够修改tb
的数据。
对数据的操作甚至可以放在operator[]()
方法里面。
这一点不合理之处引发了逻辑常量(logical constness)的讨论:常量方法可以修改数据成员, 只要客户检测不到变化就可以。可是常量方法修改数据成员C++编译器不会同意的!这时我们需要mutable
限定符:
class CTextBlock {
public:
std::size_t length() const;
private:
char *pText;
mutable std::size_t textLength; // these data members may
mutable bool lengthIsValid; // always be modified
};
std::size_t CTextBlock::length() const{
if (!lengthIsValid) {
textLength = std::strlen(pText);
lengthIsValid = true;
}
return textLength;
}
避免常量/非常量方法的重复
通常我们需要定义成对的常量和普通方法,只是返回值的修改权限不同。 当然我们不希望重新编写方法的逻辑。最先想到的方法是常量方法调用普通方法,然而这是C++语法不允许的。 于是我们只能用普通方法调用常量方法,并做相应的类型转换:
const char& operator[](size_t pos) const{
...
}
char& operator[](size_t pos){
return const_cast<char&>(
static_cast<const TextBlock&>(*this)
[pos]
);
}
*this
的类型是TextBlock
,先把它强制隐式转换为const
,这样我们才能调用那个常量方法。
TextBlock- 调用
operator[](size_t)
,得到的返回值类型为
constconst
。
char& - 把返回值去掉
const
属性,得到类型为char&
的返回值。
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