C++共享和保护——(4)保护共享数据

数据隐藏保证了数据的安全性，但有时我们又需要进行数据共享，各种形式的数据共享对数据的安全性造成了不同程度的破坏。为了既实现数据共享又能保护数据安全，通常我们会考虑以下几种方式: (1)对于既需要共享又不能更改的数据应该声明为常量(2)将数据以及操作数据的函数封装成类，类中的函数可以随意访问类中的数据，从而实现共享。通过设定数据成员为私有或者保护，可以把共享限定在类的内部，对类外的函数来说，数据成员是隐藏的。下面我们主要介绍通过声明常量保护数据。

二、常对象：

一个对象被声明为常对象后，其数据成员的值在对象整个生存期内不能被改变。因此，定义常对象时必须对其进行初始化，而且不能被更新。常对象定义格式如下:

const 类型说明符对象名;

也可以把 const 关键字写在对象名前面，第一种写法更容易被编程人员接受。对于基本数据类型中的常量，C++语法对其提供了保护措施,即必须在定义时进行初始化，初始化后值不能被改变。

对象不是变量，不能通过简单赋值更新其值。那么，如何保护常对象的值不被改变呢?改变对象的数据成员的值有两种方法:

(1)直接对对象数据成员进行访问赋值，由于限定对象为常对象，常对象的数据成员等同于常量，因此语法会限制其不能被赋值；

(2)通过对象调用类的成员函数，在成员函数中可以对数据成员值进行修改。由于无法确定成员函数是否会修改数据成员，因此只能从语法上限定常对象不能调用普通的成员函数，以防止数据成员在成员函数中被修改。

三、类中的常成员：

1、常成员函数

语法上规定常对象不能调用类中的普通成员函数，没有任何对外的接口可以使用，常对象还有什么用处呢? 常成员函数就是专为常对象设计的。也就是说常对象能调用类中的常成员函数。常成员函数声明的格式如下:

类型函数名(形参表) const;

注意以下几点。

⚡(1)与一般的成员函数不同，常成员函数在函数原型说明及函数定义里，const 关键字都是必不可少的一部分。
⚡(2)C++在语法上规定，常对象只能调用其类中的常成员函数，不能调用其他普通的成员函数，否则在编译时就会出错，通过这个语法限定对常对象进行保护。
⚡(3)C++在语法上规定，在声明为 const类型的成员函数，即常成员函数中，不能更新数据成员的值。
⚡(4)常对象不能调用一般成员函数，常对象可以调用的常成员函数中不能更新数据成员的值。通过这种语法限定可以保证常对象的值在生存期内不会被改变。
⚡(5)类中可以定义两个同名、同形参的成员函数，仅通过关键词 const 进行重载区分。例如在类中声明。

🔑说明：

语法上限定常对象只能调用常成员函数，但是不限制一般对象调用常成员函数。t果有两个同名的成员函数，一个声明为 const 类型，那么在理论上，一般对象都可以调用这两个成员函数。这会造成两个重载的函数都可以被匹配，此时编译器就会为一般对象选择最合适的重载函数——不带 const 关键字的函数。

💦例：常成员函数举例。

#include<iostream>
using namespace std;
class R{
	private:
		int R1,R2;
	public:
		R(int r1,int r2):R1(r1),R2(r2){ 	};
		void display();
		void dispaly() const;//常成员函数，const可实现函数重载 
};

void R::display(){
	cout<<R1<<"-"<<R2<<endl;
}

void R::dispaly()const{
	cout<<R1<<"+"<<R2<<endl;
}

int main(){
	R a(50,40);//声明普通对象a 
	a.display();//a调用普通成员函数 
	const R b(30,40);//声明常对象b 
	b.dispaly();//b调用常成员函数 
	return 0;
}

🔑说明：

常成员函数不能更新对象的数据成员，也不能调用该类中没有用 const 修饰的普通成员函数;常对象必须被初始化，且不能被更新。常对象只能调用它的常成员函数，而不能调用其他普通成员函数。正因如此，在实际应用中，往往把数据成员不可修改的函数设置为常成员函数，把属性不可修改的对象也设置为常对象。常对象只能调用常成员函数，这种调用方式实现了对数据成员的保护。

2.常数据成员：

也可将类的成员数据声明为常量，使用 const 限定的数据成员为常数据成员。如果一个类中说明了常数据成员，那么任何函数中都不能对该成员赋值。只能在构造函数中对其进行初始化。且常数据成员必须利用构造函数所附带的初始化列表进行初始化，而不能在构造函数中直接用赋值语句为其进行赋值。

💦例：常数据成员应用举例。

#include<iostream>
using namespace std;
class A{
	private:
		int w,h;
		const int color;
	public:
		A(int x,int y,int c):w(x),h(y){ 	};
		void display(){
			cout<<"("<<w<<","<<h<<")"<<"color is :"<<color<<endl;
		}
}; 

int main(){
	A P(20,30,0);
	P.display();
	return 0;
}

四、常指针：

为了将批量的数据传递给函数，我们通常会将成批的数据存放在数组中，然后将数组名传给函数。函数在得到成批的数据后，就可以进行需要的操作。很多时候我们希望把数据传递给函数使用，同时不希望函数修改数据，以降低引起数据安全问题的风险。

💦例：在主函数中定义数组，存放班级学生的分数，定义一个函数统计班级分数平均值。

#include<iostream>
using namespace std;
float getAverage(float *p,int len){
	float score=0;
	for(int i=0;i<len;i++){
		score+=p[i];
	}
	return score/len;
} 

int main(){
	float score[10]={89,78,79,87,86,84,95,97,79,80};
	cout<<getAverage(score,10)<<endl;
	return 0;
}

函数如果只有使用数据而无修改数据的必要，而形参类型为指针或引时，一定要将形参声明为常指针或常引用。将 getAverage 形参类型声明为常指针的形式如下:

float getAverage(const float *p,int len);

五、常引用：

如果在声明引用时用 const 限定，被声明的引用就是常引用。在常引用中被引用的对象不能被更新。与常指针用法类似，常引用主要用来作为形参，通过 const 限定形参后在函数里面就不能意外地发生对实参修改的事件。

💦例：常引用用法。

#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
class Point{
	private:
		double x,y;
	public:
		Point(double px,double py):x(px),y(py){ 	};
		friend double dist(const Point& p1,const Point & p2);
		void display(){
			cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;
		}
};

double dist(const Point& p1,const Point & p2){
	double m=p1.x-p2.x;
	double n=p1.y-p2.y;
	return sqrt(m*m+n*n);
}

int main(){
	Point p1(4,5),p2(6,8);
	cout<<"两点:"<<endl;
	p1.display();
	p2.display();
	cout<<"距离为："<<dist(p1,p2)<<endl;
	return 0; 
}

六、总结：

对于既需要共享又不能更改的数据应该声明为常量。
将数据以及操作数据的函数封装成类，类中的函数可以随意访问类中的数据，从而实现共享。
定义常对象时必须对其进行初始化，而且不能被更新。
常对象不能调用普通的成员函数，以防止数据成员在成员函数中被修改。
常成员函数在函数原型说明及函数定义里，const 关键字都是必不可少的一部分。
C++在语法上规定，常对象只能调用其类中的常成员函数，不能调用其他普通的成员函数，否则在编译时就会出错，通过这个语法限定对常对象进行保护。
C++在语法上规定，在声明为 const类型的成员函数，即常成员函数中，不能更新数据成员的值。
常对象不能调用一般成员函数，常对象可以调用的常成员函数中不能更新数据成员的值。通过这种语法限定可以保证常对象的值在生存期内不会被改变。
类中可以定义两个同名、同形参的成员函数，仅通过关键词 const 进行重载区分。例如在类中声明。

七、共勉：

以上就是我对C++共享和保护——(4)保护共享数据的理解，希望本篇文章对你有所帮助，也希望可以支持支持博主，后续博主也会定期更新学习记录，记录学习过程中的点点滴滴。如果有不懂和发现问题的小伙伴，请在评论区说出来哦，同时我还会继续更新对C++共享和保护的理解，请持续关注我哦！！！

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