c/c++ const关键字详解

const修饰普通变量

const修饰基础数据类型的变量，如const int a=10;，就是声明一个常量，不能修改该变量的值

c语言中，const只是一种编译器约束，它告诉编译器：“不要通过变量名修改这个变量的值”，但是并没有实现真正的只读内存保护，c语言中是可以通过指针修改const变量的值的，甚至可以通过强制类型转换修改const变量，但这些都是未定义行为

而c++ 中 const 具有更强的类型约束和访问保护，编译器通常会将全局或静态 const 对象放入只读内存区（但标准并未强制要求），从而在语义上和物理上都防止修改

const修饰指针

有两种情况

const int * ptr = &a;
int * const ptr = &a;

1. 第一种const限制的是指针指向对象的值，即不能通过指针修改指向的对象的值（不允许*ptr=5），但是可以修改这个指针的指向（允许ptr=&b）；
2. 第二种const限制的是指针的值，即不能修改指针这个对象的值，也就是不能修改指针的指向，但是可以通过指针修改指向的对象的值；
   这种指针的一个实例是类中的this指针，this指针只能指向当前这个对象，不能指向其他对象，但是可以通过this指针修改对象中的变量值

const修饰函数参数

void func(const int a)

上面这个是使用const修饰了形参，但实际上这是没有意义的，因为我们一般真正想要保护的是调用这个函数时那个“实际数据”

通过const修饰指针或者引用是真正有意义的

void func(const char *var);
void func(const Type &var);

1. const修饰指针，调用函数的时候将数据的地址复制给var，通过const修饰禁止函数中通过var修改原变量的值；
2. const修饰引用，引用传参，传递的是外部实参本身，首先避免了拷贝，提高了效率，其次通过const禁止修改变量值，也是有效的const；

const修饰函数返回值

const修饰函数返回值的实例不是很多

const int func();

const修饰普通类型返回值，这是毫无意义的，因为返回的变量是临时变量，是右值，本身具有常量性

const修饰指针/引用类型的返回值

拿指针类型举例

const int* func();
const int *p = func(); // 正确
int *p = func(); // 错误

func函数返回的是const int*类型，第二行使用相应类型的变量来接收显然是没有问题的，但是第三行，用一个普通的非const的指针来接收const指针，理论上是可以通过p指针来修改指针所指向的值的，相当于将指针访问权限放大，不允许

特别指出一种const修饰返回值的使用场景——类中重载运算符，主要是为了防止连锁赋值中出现对临时值的修改

场景一，赋值运算符operator=

class A {
public:
    A& operator=(const A &other) {
        // ...
        return *this;
    }
};

赋值运算符允许连锁赋值a = b = c，所以返回的是A&类型，也就是允许c赋值给b再赋值给a

场景二，算术运算符operator+, operator-

class A {
public:
    A operator+(const A &rhs) const {
        A result;
        // ...
        return result;
    }
};

上面返回的是一个临时对象，如果不加const，可能会出现a + b = c这种情况（合法但是毫无意义），a+b返回的是一个临时对象，不应该给它赋值，所以正确的应该是返回const A

const修饰成员变量

const修饰成员变量，表示是一个成员常量，不能被修改，只能在声明的时候直接赋值或者在初始化列表中赋值

class A {
public:
    const int const_value1 = 100;
    const int const_value2;
    A(int x): const_value2(x) {}
};

const修饰成员函数

前面提到了this指针是Type* const this这样的指针，不能修改this的指向，但是可以通过this指针修改对象的值，也就是可以在成员函数中修改成员变量的值。使用const修饰成员函数，实际上就是将this限定为const Type* const this，表示在该成员函数中不能对调用对象的任何成员进行修改（被mutable关键字修饰的变量除外），起到保护对象的作用

class A {
public:
    void display() const {
        std::cout << val << std::endl;
        return val;
    }
    int val;
};

注意：

1. 前面提过，读写权限只能被缩小，不能被放大，所以const对象只能调用const成员函数，不能调用非const成员函数，因为const对象不能被修改，如果const对象调用非const成员函数，非const成员函数是可以修改对象的成员值的，这是权限的放大，是错误的。非const对象可以调用非const成员函数和const成员函数，这是权限的缩小；
2. const修饰的成员函数不能调用类中任何非const成员函数，因为非const成员函数可能对对象造成修改；