C++基本功：全面掌握const、volatile和mutable關鍵字

C++ 基本功：全面掌握 const 、 volatile 和 mutable 關鍵字


???? C++ 程式設計過程中 ,const 的使用可以頻度是非常高的 . 它在保證程式安全方面起到了不可估量的作用 .
用一句話來表達最確切不過了：”小兵立大功” .
?? 有了 const, 那么 mutable 當然缺不了 .
?? 然作為 const 的同胞兄弟 ,volatile 卻在很多人的視野中消失 . 其實 volatile 擔負的責任有何嘗小呢 ?
?? 自然 , 它們的用法多樣而靈巧 , 以至新手迷惑久久 , 下面就來系統的探討總結一下吧：

一 . 一般應用
1.const 修飾各種變量的用法 .
?? a. 取代 define
???? #define D_INT 100
???? #define D_LONG 100.29
???? ………
???? const int D_INT = 100;
???? const D_INT = 100;???? // 如果定義的 int 類型 , 可省略 int.
???? const long D_LONG = 100.29;
???? ………
???? const int& a = 100;
???? const 替代 define 雖然增加分配空間 , 可它卻保證了類型安全 .
???? 在 C 標準中 ,const 定義的數據相當于全局的 , 而 C++ 中視聲明的位置而定 .
?? b. 修飾指針相關的變量
???? 以三組簡單的定義示意：
???? Group1:??
???? int a = 0;???
???? const int* b = &a;------------? [1]???????????????
???? int const *b = &a;------------? [2]????????????????????
???? const int* const b = &a;---- [4]??
?????????
???? Group2:?
???? const char *p = "const";--------------[1]
???? char const *p = "const";--------------[2]??
???? char* const p = "const";--------------[3]??
???? const char * const p = "const";----[4]?????
????
???? Group3:
????? int a=0;
??????? const int &b = a;---------------[1]
???? int const &b = a;---------------[2]?
???? int & const b = a;--------------[3]? //---> 修飾引用時 ,const 被忽略
???? const int & const b = a;-----[4]
???? 總結：
???? 1. 如果 const 位于星號左側 , 則 const 用來修飾指針所指向的變量 ,
?????? 即指針指向的為不可變的 .
???? 2. 如果 const 位于星號右側 ,const 就是修飾指針本身 , 即指針本身是
?????? 不可變的 .
?????? 因此 ,[1] 和 [2] 的情況相同 , 指針所指向內容不可變 (const 放在變量
?????? 聲明符的位置無關 ),
?????? 這種情況下不允許對內容進行更改 , 如不能 *a = 3 ;
???? 3.[3] 中指針本身是不可變的，而指針所指向的內容是可變的 , 這種情況
?????? 下不能對指針本身
?????? 進行更改操作 , 如 a++ 是錯誤的
???? 4.[4] 中指針本身和指向的內容均為常量 .( 引用特殊：引用在使用增加
?????? 遇義時 , 增加它代表的變量 . 所以 qualifiers on reference are ignoredv.
?????? 延伸點 :
?????? 注意示例 :
?????? 1.const int& reference = 1000;
?????? 2.char* p = "const"
???????? char*& q ;
??
2.const 在函數環境下的各種應用
?? 常用法示例如下：
?? const A&? _Fun(const? A& _in);? // 修飾引用型傳入參數
?? // A? _Fun(const A& _in);
?? //A& _Fun(const A& _in);
?? // 上面的兩種 , 在函數內部有特殊的步驟 , 這里不詳提了… ..
?
?? const? A*? _Fun( const? A* _in);?? // 修飾指針型傳入參數
?? void _Fun( ) const;?? // 修飾 class 成員函數
?? const? A&? _Fun(A& _in );? // 修飾返回值
?? const A & operator(const A& _in);? // 同時修飾傳入參數和返回值

?? a. 修飾參數
???? 如 void _Fun(const A* _in) 或 void _Fun(const A& _in);
???? 它們被修飾后 , 在函數執行期間行為特性同于上面的講解 ,
???? 注意：這不會改變原來數據的是否是 const 的屬性 .

?? b. 修飾函數返回值
??? const A&? _Fun( )
??? const A*?? _Fun( );
??? 注意：由于生命期不同步的問題 , 不可將局部的變量的指針或引用返回 (static 除外 ).
??? 另外 , 傳出來的視情況 , 代表不同的意思…
??? 對于 A& 返回類型 , 你若將之賦與其它變量 , 那么它實際執行的是將返回的變量
??? ( 或引用 ) 代表的數據賦出 .. 而你若將其它值賦予之 , 那么被賦予的是變量或引
??? 用代表的數據 . 而 const A& 一般是防止之做為左值被賦值 .

??? 這個地方還有很多的細節問題 ( 譬如在連續賦值、返回的臨時對象的處理、
??? 重載的 const 和非 cosnt 運算符等等 ), 讀者自己在實踐中需要多多總結 .

二、難點
3. 修飾類成員函數的 const.
?? 形如 :void _Fun() const { };
?? 你需要知道的幾點規則：

?? a.const 對象只能訪問 const 成員函數 , 而非 const 對象可以訪問任意
???? 的成員函數 , 包括 const 成員函數 .
?? b.const 對象的成員是不可修改的 , 然而 const 對象通過指針維護的對象卻
???? 是可以修改的 .
?? c.const 成員函數不可以修改對象的數據 , 不管對象是否具有 const 性質 . 它在
???? 編譯時 , 以是否修改成員數據為依據 , 進行檢查 .
?? e. 然而加上 mutable 修飾符的數據成員 , 對于任何情況下通過任何手段
???? 都可修改 , 自然此時的 const 成員函數是可以修改它的…

4. 談談 volatile 和”完全 const 對象”
? 一個有 volatile 修飾的類只允許訪問其接口的一個子集，這個子集由類的
? 實現者來控制 . 用戶只有用 const_cast 才可以訪問這個類型的全部接口 . 而且 ,
? 象 const 一樣，類的 volatile 屬性會傳遞給它的成員 . 想象 const 修飾的對
? 象 , 它的成員變量是不可修改的 , 而它通過指針維護的對象或原生變量是可
? 修改 . 那么我們想 : 如果對象維護一個 char* , 則它相當于 char*
? const chrptr ; 而不是 const char* cosnt chrptr; 對于類中的指針你需要
? 這樣修飾以防止它或它維護的資源： cosnt x* xptr; 而不是 x*const xptr;
? 因為 cosnt 修飾的對象它默認 的行為是延續變量： x* cosnt xptr;

? 更重要的 ,volatile 修飾的數據 , 編譯器不可對其進行執行期寄存于寄存器的優化 .
? 這種特性 , 是為了多線程同步的需要 . 有興趣者看參看 Andrei 的 GP 系列文章 .

5. 談談 const_cast 轉換運算符
? 這個關鍵字最基礎的用法是：去掉數據的 const 性質 .
? 值得注意的是：它只對指針、引用和其它的具有指向性質的類型 .

參考：
??? 1. 《 Effective C++ 》關于 const 兩種語義的論述
??? 2.Andrei Alexandrescu 《 volatile ——編寫多線程程序的好幫手》

posted on 2006-08-02 12:00 楊粼波 閱讀(1113) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C++