[c/c++] const

news2024/10/25 13:20:04

const 和 #define 的区别 ?

const 和指针一块出现的时候，到底谁不能修改？

const 和 volatile 能同时修饰一个变量吗 ?

const 在 c++ 中的作用 ?

1 const 和 #define 的区别

const 和 #define 的相同点：

(1) 常数

const 和 #define 定义的对象，我们都可以当做一个常数来使用。

const 和 #define 的区别：

(1) 生命周期

#define 在编译预处理的时候会做字符串替换，替换之后宏就不存在了，也就是说宏的声明周期只存在于源码和预处理阶段。在目标文件中，程序运行的时候，宏是不存在的。

const 修饰的变量，在编译阶段会做语法检查，如果有显式修改，会报编译错误。const 常量在运行时也是实际存在的，存在于栈或者数据段中。

(2) 作用域

#define 定义的宏，只要包含了这个头文件，都可以使用这个宏；在源文件中，宏定义之后的代码也都可以访问这个宏；即使宏定义函数内部，那么这个宏定义后边的其它函数也是可以使用这个宏的。

const 修饰的局部变量只能在函数内访问，const 修饰的全局变量和普通全局变量的作用域是相同的。

(3) #define 修饰的宏可以 redifine

如下代码，在函数 test2() 内部对HOURS_PER_DAY 进行了重定义。重定义虽然是在函数内部，但是对后边的函数都是生效的。在 test2() 中重定义，在函数 test3() 中也是生效的。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define HOURS_PER_DAY 24

void test1() {
  printf("1, hours per day = %d\n", HOURS_PER_DAY);
}

void test2() {
  #undef HOURS_PER_DAT
  #define HOURS_PER_DAY 20

  printf("2, hours per day = %d\n", HOURS_PER_DAY);
}

void test3() {
  printf("3, hours per day = %d\n", HOURS_PER_DAY);
}

int main() {
  test1();
  test2();
  test3();
  return 0;
}

在 c++ 编码规范中，推荐使用 const 常量，而不是 #define。

从上边的分析也可以看出来，#define 是可以重定义的，并且 #define 定义的宏没有作用域限制。这就可能给代码带来不安全性。

而对于 const 来说，局部变量的作用域只是函数内；全局 const 变量也不能重新修改。 const 的作用域限制更加严格，所以使用 const 安全性会更高。

2 const 和指针一块出现的时候，到底谁不能修改

const 修饰的是谁，那么谁就不能修改。

int a = 10;

int * const pa1 = &a; // const 修饰的是 int * 类型，是指针，所以 pa1 不能修改，*pa1 可以修改

const int *pa2 = &a; // const 修饰的是 int 类型，所以 pa2 可以修改，*pa2 不能修改

const int * const pa3 = &a; // pa3 和 *pa3 均不能修改

如下是代码和编译结果。

a 是 const 常量，所以不能修改。

p1 中 const 修饰的是 int 常量，所以 *p1 不能修改，p1 可以修改。

p2 中 const 修饰的是指针，所以 p2 不能修改，*p2 可以修改。

p3 const 修饰了指针和 int 值，所以 p3 不能修改，*p3 也不能修改。

3 const 和 volatile 能不能修饰同一个变量

可以。

这两个关键字，从字面意思上是有一些矛盾的。const 是说这个变量是常数，不能修改；volatile 又说这个变量是易变的。

但是两者可以修饰同一个变量，侧重点并不矛盾。const 是提醒编译器，这个变量是常数，不能在代码中显式修改，我们使用它的目的就是这样的，不让在代码中显式修改；volatile 说变量是易变的，告诉编译器，不要做访问优化，每次访问的时候都要到内存中去取值。

在嵌入式开发中，常常用到 volatile 来修饰寄存器变量，寄存器变量不允许软件显式修改，但是硬件可以修改。这个时候就可以使用 const 和 volatile 进行修饰。

4 const 在 c++ 中的作用

(1) 左值引用指向右值

如下代码 ra2 是左值引用，左值引用不能直接指向一个右值。

ra3 是一个 const 左值引用，可以指向一个右值。

从运行结果可以看出来，const 左值引用可以指向右值，右值也是保存在栈里的， ra3 的地址和 a 的地址挨着。

从运行结果可以看出来，const 引用 ra3，通过地址间接修改也是可以修改的。

#include <iostream>
#include <string>


int main() {
  int a = 10;
  int &ra1 = a;
  // int &ra2 = 10; // error: cannot bind non-const lvalue reference of type ‘int&’ to an rvalue of type ‘int’
  const int &ra3 = 10;
  std::cout << "a addr = " << &a << ", ra3 addr = " << &ra3 <<std::endl;

  int *p = (int *)&ra3;
  std::cout << "ra3 = " << ra3 << std::endl;
  *p = 100;
  std::cout << "ra3 = " <<ra3 << std::endl;
  return 0;
}

(2) 修饰成员函数

用 const 修饰的成员函数，在函数中不能修改类的成员变量。

#include <iostream>
#include <string>

class Test {
public:
  Test() {
    a = 10;
    std::cout << "Test()" << std::endl;
  }

  ~Test() {
    std::cout << "~Test()" << std::endl;
  }

  void Do() const {
    a = 100;
  }

  void Do1(int data) {
    a = 100;
    data = 200;
  }

  int a;
};

int main() {
  Test t;
  t.Do();
  return 0;
}