前言

在学习C++时，const关键字的知识点分散在书的各个章节。当我们尝试在编程时使用const时，总会感觉有一些细节被遗忘，因而不能得心应手地使用const关键字。因此，本篇文章尝试着对const关键字的做一些总结。参考书籍《C++ Primer Plus》

const总结

这里是我做的关于const关键字的一些总结，之后的各章便是对书中知识点的理解。

  • const限定符创建的常量不可再次修改。
  • 创建常量时记得初始化。
  • const创建的常量可以用来声明数组长度。
  • const int * p;，p指向常量，p可修改，*p不可修改。
  • int * const p;, p指向变量，p不可修改，*p可修改。
  • const指针可以接受const数据和非const数据。
  • 非const指针仅可以接收非const数据。
  • 不允许将非const指针的地址赋值给const指针。
  • const引用创建临时变量的两种情况。
  • const全局变量是内部链接性，如static。可用extern更改链接性。可在头文件中使用。
  • cv-限定符。
  • const成员函数，void show() const;,表示函数不会修改调用对象（类成员）。

const限定符

const关键字是C++中较为常用的一个关键字。当我们想创建一个符号常量时，按照C语言的习惯，我们一般会使用#define这种预处理器方法，例如#define ZERO 0。但在C++中，提供了一种更好的处理符号常量的方法，那就是const关键字。

创建常量

创建一个常量的通用格式：const type name = value;
例如：

const int zero = 0; // 一个普通的常量·

这个例子中，被const修饰过的变量zero会变为常量。常量zero被初始化后，其值就被固定了，C++编译器不允许再次修改常量的值。

常量初始化

这里有一点需要注意：在用const声明一个变量时，需要进行初始化。例如下面的代码是错误的：

const int zero;//声明常量时需要进行初始化，否则zero的值未知。
zero = 0;//因为C++编译器不允许再次修改常量的值。所以此处错误。

另外，常量可以用来作为声明名数组时的元素数目。例如：

const int ten = 10;//创建了一个常量。
int array[ten];//用常量创建数组。

一级指针与const

在用const修饰指针时则会出现一些很微妙的地方。在C++中，可以用两种不同的方式将const关键字用于指针。第一种方法是让指针指向一个常量，第二种方法是让指针本身就是常量。其中，第一种方法可以防止使用该指针来修改所指向的值。而第二种方法可以防止改变指针所指的位置。例如：

int value = 0;
const int * p1 = &value; //第一种用法，防止利用p1修改value的值。
int * const p2 = &value; //第二种用法，p2本身不能再修改了。

这里有一个特殊情况令人在意。如果将一个指向变量的指针指向一个常量会发生什么？代码如下：

const int value = 0;
int * p2 = &value; //这是错误的，C++禁止这样的行为。

我们发现，value是常量。但p2是指向value的，那么我们可以通过* p2对value的值进行修改。可是做这样的话const的作用就失效了。
事实上，C++禁止这样的用法。也就是说，C++禁止将const常量的地址赋值给非const指针。因此，上面的代码是错误的。在逻辑上也很好解释。
我们可以这样理解：为保证常量不可再次修改的属性，我们不能通过指针修改常量，因此，非const指针仅可以接收非const数据。与之类似，因为我们声明了const指针目的是不会通过当前指针修改其指向的数据，因此其指向的数据一直都是安全的，自然const数据和非const数据都可以。因此，const指针可以接受const数据和非const数据。

二级指针使用const的限制

关于二级指针与常量的关系有些复杂，我们来看下面的代码：

const int ** pp;//这是一个二级const指针
int *p;
const int value = 0;//这是一个常量
pp  = &p;  //这里是错误的，虽然高亮没有提示错误。
           //错误C2440：初始化:无法从int **转换为const int **。
*pp = &value;//两个都是常量，赋值没有问题
*p  = 10; //通过p修改了value的值！

如果pp = &p允许的话，那么我们可以通过二级指针绕开const的限制，如上诉代码一样。C++规定，仅当且只有一层间接关系(如指针指向基本数据类型)时，才能将非const地址赋值给const指针。也就是说，C++不允许将非const指针的地址赋值给const指针。
最后，关于const与指针的关系，下面还有几个例子，请看：

const int value =0;//这是常量
const int *p1;//p1可变，*p1不可变
int * const p2 = &value;//p2不可变,*p2可变

const int ** pp3;//pp3可变，*pp3可变，**pp3不可变
int * const * pp4;//pp4可变，*pp4不可变，**pp4可变
int ** const pp5;//pp5不可变，*pp5不可变，**pp5可变
const int * const *const p6 = &p1;//pp6不可变，*pp6不可变，**pp6不可变

const引用

我们在使用函数的时候，一般会使用引用形参。原因就是因为速度快，无需走复制的流程。当我们使用引用的时候，如果实参与引用参数不匹配，那么C++将产生临时变，关于const引用却有需要了解的知识点。
如果引用形参是const，则C++编译器将在下面两种情况下生成临时变量：

  • 实参的类型正确，但不是左值。
  • 实参的类型不正确，但可以转换为正确的类型。

左值：在C语言中，左值最初指的是可出现在赋值语句左边的实体，但现在，常规变量和const变量都视为左值,因为可以通过地址访问它们。
左值例子：变量，数组元素，结构成员，引用，解除引用的指针等。
非左值例子：字面常量(用引号括起的字符串除外，因为它们是地址)，包含多项的表达式等。

代码例子如下：

double refcube (const double &ra){return ra * ra * ra;}
double side = 3.0;
long edge = 5L;

double x1 = refcube(edge);//实参类型不正确，但可以转换为正确的类型
double x2 = refcube(7.0);//实参类型正确，但不是左值（字面常量）
double x3 = refcube(side+10.0);//实参类型正确，但不是左值(表达式)

const全局变量

在C++中，const限定符对默认存储类型稍有影响。默认情况下，C++全局变量的链接性是外部的，但const全局变量的链接性为内部的。也就是说，在c++看来，全局const定义就像使用了static说明符一样。
C++这样做有着很多的好处，这意味着每个文件都有自己的一组常量，而不是所有文件共享一组常量。因此我们可以将常量定义到头文件中，这样只要在两个源代码文件中包括同一个头文件，则它们将获得同一组常量。当然，如果我们希望某个常量的链接性为外部的，那么我们可以使用extern关键字来覆盖默认的内部连接线。extern const int states = 50;

cv-限定符

  • const
  • volatile
    const限定符表明，内存被初始化后，程序便不会再对它进行修改。
    volatile限定符表明，即使程序没有对内存单元进行修改，但其中的值也可能发生变化。可能由于硬件的原因，也可能由其他程序修改，如共享数据。这个关键字的作用主要是为了改善编译器的优化能力。
    防止编译器将该值用缓存的方式进行优化。
    mutable限定符也是需要了解的。当我们声明一个数据结构体为常量，而其中某个成员却需要修改时。我们可以利用mutable限定符对需要修改的成员加以修饰。例子如下：
struct Data{
int x;
mutable int y;//声明此成员是可被再次修改的。
};
const Data data = {1,2};//data实例是常量
data.y=3;//但data的y成员可以被再次修改！

上述代码中，data的const禁止程序修改data的成员，但由于y成员的mutable限定符说明了data的y成员不受这种限制，仍然可以被再次修改。

const成员函数

请看如下的代码片段：

class Data{
int x;
public:
void show(){std::cout <<x;};
}
//
const Data data = {1};
data.show();//这里会报错哦！

C++编译器在data.show();会报错，因为show();函数无法确保调用对象不被修改。很有可能show函数修改了data中的成员，因此C++编译器为了保证data不会被再次修改，禁止了这种调用行为。在C++中，解决这类问题的办法是const成员函数。
请看下面的代码：

class Data{
int x;
public:
void show() const {std::cout <<x;};//这里的const！
}
//
const Data data = {1};
data.show();//这里不会报错了

对于show()的声明应该类似于这样：void show() const;
对于show()的定义应该类似于这样：void Data::show() const {...}
这种方式声明和定义的类函数被称为const成员函数，const成员函数表示函数不会修改调用对象（类成员）。
最后，本人才疏学浅，可能会有很多错误，还望诸君见谅。