C++ 类和对象篇(八) const成员函数和取地址运算符重载

news2024/11/15 15:39:48

一、const成员函数

1. const成员函数是什么？

2. 为什么有const成员函数？

3. 什么时候需要使用const修饰成员函数？

二、取地址运算符重载

1. 为什么需要重载取地址运算符？

2. 默认取地址运算符重载函数

3. 默认const取地址运算符重载函数

4. 什么时候要显示重载取地址运算符？

一、const成员函数

1. const成员函数是什么？

const修饰的成员函数称为const成员函数，这个const是用来修饰隐藏的this指针的。

class B{
public:
	int func()const
	{
	}
};
将 const修饰的“成员函数”称之为 const成员函数，const修饰类成员函数，
实际修饰该成员函数隐含的 this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。

2. 为什么有const成员函数？

const成员函数的出现解决了两个问题：

如何保证无法通过成员函数修改成员变量？
const对象无法调用非const成员函数。

1. const成员函数保证了无法通过成员函数修改成员变量

2. const成员函数能被const对象调用，不会产生权限放大问题。

3. 为什么const对象无法调用非const成员函数？

每个成员函数第一个参数都是隐藏的this指针，对象在调用成员函数时会将对象的地址传给这个this指针，但将const对象传给this指针就会造成权限放大问题。

this 指针本身是类名* const 类型的，比如Date类的this指针类型是 Date* const，这里的const在*后面，不同于const Date对象取地址后的类型：const Date* 【在*之前修饰，代表该指针指向对象的内容不能被修改（地址里的内容不能改）；在*之后修饰，代表该指针指向的对象不能被修改（指向的地址不能改）】，而且const 对象只有读权限，而this指针*前没const修饰有读写权限，所以对象在调用成员函数将对象的地址传给这个this指针时，会造成权限放大问题。

3. 什么时候需要使用const修饰成员函数？

需要修改类中成员变量的成员函数(如专门用来修改成员变量的修改器)，就不需要用const修饰。如果一个函数中不需要修改成员变量，建议加const进行修饰，因为const成员函数const对象可以调用，非const对象也可以调用。

请思考下面的几个问题：

const对象可以调用非const成员函数吗？
答案：不可以，传递this指针时权限会放大
非const对象可以调用const成员函数吗？
答案：可以，传递this指针时权限缩小
const成员函数内可以调用其它的非const成员函数吗？
答案：不可以，传递this指针时权限会放大
非const成员函数内可以调用其它的const成员函数吗？
答案：可以，传递this指针时权限缩小

二、取地址运算符重载

1. 为什么需要重载取地址运算符？

在上篇文章C++ 类和对象篇(七) 运算符重载中，分析了重载运算符的原因：为了让自定义类型能使用运算符。重载取地址运算符的目的也是如此：让自定义类型也能使用取地址运算符(&)。

2. 默认取地址运算符重载函数

类中有6个默认成员函数，其中就有默认取地址运算符重载函数，所以即使类中没有定义取地址运算符重载函数，对象依然能使用取地址运算符(&):

3. 默认const取地址运算符重载函数

const取地址运算符重载函数也是默认成员函数，所以即使类中没有定义取地址运算符重载函数，const对象依然能使用取地址运算符(&):

4. 什么时候要显示重载取地址运算符？

一般不需要写，编译器生成的默认的取地址和const取地址运算符重载函数完全够用。特殊情况下，比如不想让别人获取对象的地址，就可以自己实现，返回nullptr：
如果不想让别人获取对象的地址，就可以重载取地址运算符，返回nullptr：
class A
{
public:
	A* operator&()
	{
		return nullptr;
	}
	const A* operator&()const
	{
		return nullptr;
	}
};
int main()
{
	A a;
	const A b;
	cout << &a << endl;
	cout << &b << endl;
	return 0;
}