13 C++ - const关键字(比较C语言)

简介: 13 C++ - const关键字(比较C语言)

1. const概述

const单词字面意思为常数,不变的。它是c/c++中的一个关键字,是一个限定符,它用来限定一个变量不允许改变,它将一个对象转换成一个常量。

const int a = 10;
a = 100; //编译错误,const是一个常量,不可修改

2. C/C++中const的区别

2.1 C中的const

常量的引进是在c++早期版本中,当时标准C规范正在制定。那时,尽管C委员会决定在C中引入const,但是,他们c中的const理解为”一个不能改变的普通变量”,也就是认为const应该是一个只读变量,既然是变量那么就会给const分配内存,并且在c中const是一个全局只读变量,c语言中const修饰的只读变量是外部连接的。

如果这么写:

const int arrSize = 10;
int arr[arrSize];

看似是一件合理的编码,但是这将得出一个错误。 因为arrSize占用某块内存,所以C编译器不知道它在编译时的值是多少?

2.2 C++中的const

在c++中,一个const不必创建内存空间,而在c中,一个const总是需要一块内存空间。在c++中,是否为const常量分配内存空间依赖于如何使用。一般说来,如果一个const仅仅用来把一个名字用一个值代替(就像使用#define一样),那么该存储局空间就不必创建。

如果存储空间没有分配内存的话,在进行完数据类型检查后,为了代码更加有效,值也许会折叠到代码中。

不过,取一个const地址, 或者把它定义为extern,则会为该const创建内存空间。

在c++中,出现在所有函数之外的const作用于整个文件(也就是说它在该文件外不可见),默认为内部连接,c++中其他的标识符一般默认为外部连接。

2.3 C/C++中const异同总结

c语言全局const会被存储到只读数据段。

c++中全局const当声明extern或者对变量取地址时,编译器会分配存储地址,变量存储在只读数据段。两个都受到了只读数据段的保护,不可修改。

const int constA = 10;
int main(){
    int* p = (int*)&constA;
    *p = 200;
}

以上代码在c/c++中编译通过,在运行期,修改constA的值时,发生写入错误。原因是修改只读数据段的数据。

c语言中局部const存储在堆栈区,只是不能通过变量直接修改const只读变量的值,但是可以跳过编译器的检查,通过指针间接修改const值。

const int constA = 10;
int* p = (int*)&constA;
*p = 300;
printf("constA:%d\n",constA);
printf("*p:%d\n", *p);

运行结果:

c语言中,通过指针间接赋值修改了constA的值。

c++中对于局部的const变量要区别对待:

1.对于基础数据类型,也就是const int a = 10这种,编译器会把它放到符号表中,不分配内存,当对其取地址时,会分配内存。

const int constA = 10;
int* p = (int*)&constA;
*p = 300;
cout << "constA:" << constA << endl;
cout << "*p:" << *p << endl;

运行结果:

constA在符号表中,当我们对constA取地址,这个时候为constA分配了新的空间,*p操作的是分配的空间,而constA是从符号表获得的值。

2.对于基础数据类型,如果用一个变量初始化const变量,如果const int a = b,那么也是会给a分配内存。

int b = 10;
const int constA = b;
int* p = (int*)&constA;
*p = 300;
cout << "constA:" << constA << endl;
cout << "*p:" << *p << endl;

运行结果:

constA 分配了内存,所以我们可以修改constA内存中的值。

3.对于自定数据类型,比如类对象,那么也会分配内存。

const Person person; //未初始化age
//person.age = 50; //不可修改
Person* pPerson = (Person*)&person;
//指针间接修改
pPerson->age = 100;
cout << "pPerson->age:" << pPerson->age << endl;
pPerson->age = 200;
cout << "pPerson->age:" << pPerson->age << endl;

运行结果:

为person分配了内存,所以我们可以通过指针的间接赋值修改person对象。

c中const默认为外部连接,c++中const默认为内部连接.当c语言两个文件中都有const int a的时候,编译器会报重定义的错误。而在c++中,则不会,因为c++中的const默认是内部连接的。如果想让c++中的const具有外部连接,必须显示声明为: extern const int a = 10;

const由c++采用,并加进标准c中,尽管他们很不一样。在c中,编译器对待const如同对待变量一样,只不过带有一个特殊的标记,意思是”你不能改变我”。在c++中定义const时,编译器为它创建空间,所以如果在两个不同文件定义多个同名的const,链接器将发生链接错误。简而言之,const在c++中用的更好。

2.4 能否用变量定义数组?

在支持c99标准的编译器中,可以使用变量定义数组。

  1. 微软官方描述vs2013编译器不支持c99.:
    Microsoft C conforms to the standard for the C language as set forth in the 9899:1990 edition of the ANSI C standard.
  2. 以下代码在Linux GCC支持c99编译器编译通过
int a = 10;
int arr[a];
int i = 0;
for(;i<10;i++) 
  arr[i] = i;
i = 0;
for(;i<10;i++)
  printf("%d\n",arr[i]);

3. 尽量以const替换#define

在旧版本C中,如果想建立一个常量,必须使用预处理器”

#define MAX 1024;

我们定义的宏MAX从未被编译器看到过,因为在预处理阶段,所有的MAX已经被替换为了1024,于是MAX并没有将其加入到符号表中。但我们使用这个常量获得一个编译错误信息时,可能会带来一些困惑,因为这个信息可能会提到1024,但是并没有提到MAX.如果MAX被定义在一个不是你写的头文件中,你可能并不知道1024代表什么,也许解决这个问题要花费很长时间。

解决办法就是用一个常量替换上面的宏。

const int max= 1024;

3.1 const和#define区别总结

1.const有类型,可进行编译器类型安全检查。#define无类型,不可进行类型检查.


2.const有作用域,而#define不重视作用域,默认定义处到文件结尾.如果定义在指定作用域下有效的常量,那么#define就不能用。

1.宏常量没有类型,所以调用了int类型重载的函数。const有类型,所以调用希望的short类型函数?

#define PARAM 128
const short param = 128;
void func(short a){
  cout << "short!" << endl;
}
void func(int a){
  cout << "int" << endl;
}

2. 宏常量不重视作用域.

void func1(){
  const int a = 10;
  #define A 20 
    //#undef A  //卸载宏常量A
}
void func2(){
  //cout << "a:" << a << endl; //不可访问,超出了const int a作用域
  cout << "A:" << A << endl; //#define作用域从定义到文件结束或者到#undef,可访问
}
int main(){
  func2();
  return EXIT_SUCCESS;
}

问题: 宏常量可以有命名空间吗?

namespace MySpace{
  #define num 1024
}
void test(){
  //cout << MySpace::NUM << endl; //错误
  //int num = 100; //命名冲突
  cout << num << endl;
}
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