【C++ | const成员】一文了解类的 const数据成员、const成员函数、const对象、mutable 数据成员

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⏰发布时间⏰：2024-06-14 23:57:00

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🎄一、概述

在C++中，const 关键字可以用来定义常量，并且const修饰的对象是必须初始化且不能被修改的。

在C++的类和对象中，使用const也有一些需要注意的：
1、对于类的const数据成员，要怎样初始化呢？
2、类的const函数是怎样的？有什么用处？怎样定义const函数？
3、使用const对象有哪些需要注意的？

🎄二、const 数据成员

const 数据成员：是指在类中声明的，使用 const 关键字修饰的数据成员。下面代码的Month就是 const 数据成员：

class CDate
{
...
private:
	int m_year;
	int m_mon;
	int m_day;
	const int Month;
};

const 修饰的对象必须要初始化，那么类的 const 数据成员怎样初始化呢？C++提供了两种方法：

• 1、构造函数的成员初始化列表：
  成员初始化列表只有构造函数才有，在参数列表后使用分号(:)分隔开，下面以 CDate 为例，其构造函数如下；

  CDate(int year, int mon, int day):Month(12)
  {
  	m_year = year;
  	m_mon = mon;
  	m_day = day;
  }
  

• 2、C++11的类内初始化：
  C++11标准支持类内初始化，就是在类中声明数据成员的时候就初始化。参考下面代码：

  class CDate
  {
  ...
  private:
  	int m_year;
  	int m_mon;
  	int m_day;
  	const int Month=12;	// C++11的类内初始化
  };
  

下面代码演示了上面两中方法：

// // g++ 16_member_init_list.cpp -std=c++11
#include <iostream>
using namespace std;

class CDate
{
public:
#if __cplusplus > 199711L // C++11
	CDate(int year, int mon, int day)
#else
	CDate(int year, int mon, int day):Month(12)
#endif
	{
		m_year = year;
		m_mon = mon;
		m_day = day;
	}

	void show()
	{
		cout << "Date: " << m_year << "." << m_mon << "." << m_day << ", Month=" << Month << endl;
	}

private:
	int m_year;
	int m_mon;
	int m_day;
#if __cplusplus > 199711L // C++11
	const int Month = 12; // C++11的类内初始化
#else
	const int Month;
#endif
};

int main()
{
	cout << __cplusplus << endl; // 打印 C++标准
	CDate date(2024,06,14);
	date.show();

	return 0;
}

🎄三、const 成员函数

const 成员函数：是指保证不会修改调用对象的成员函数。

const 成员函数在函数声明和定义时，会在函数参数的括号后面添加关键字 const，以 CDate 类为例：

void show() const; // 声明
void CDate::show() const // 声明
{
	// m_year = 1;	// 会报错：assignment of member ‘CDate::m_year’ in read-only object
	cout << "Date: " << m_year << "." << m_mon << "." << m_day << ", Month=" << Month << endl;
}

const 成员函数的几个注意点：

• 1、const 成员函数本质上是修改了this指针的类型，改为 const 类类型 *this。
• 2、只要类方法不修改调用对象， 就应将其声明为 const。
• 3、const 成员函数不能修改数据成员，除非该数据成员是 mutable 修饰的。
• 4、const函数只能调用const函数，不能调用非const函数
• 5、const 成员函数如果以引用的形式返回*this，那么它的返回类型将是const引用。
• 6、基于 const 的函数重载，通过区分成员函数是否为 const 的，可以对该函数进行重载。因为const成员函数的this指针是const的，而非const成员函数的this指针没带const。
• 67、构造函数不能声明、定义为const。

🎄四、mutable 数据成员

mutable 数据成员：是指在类中声明的，使用 mutable 关键字修饰的数据成员。永远不会是 const，即使它是 const 对象的成员。也就是说， mutable 数据成员在任何成员函数中都可以被更改。

下面例子演示了怎样声明、定义、使用 const 成员函数、mutable 数据成员

// g++ 16_const_fun.cpp 
#include <iostream>
using namespace std;

class CDate
{
public:
	CDate(int year, int mon, int day):Month(12)
	{
		m_year = year;
		m_mon = mon;
		m_day = day;
		mu_Month = 0;
	}

	void show() const;

private:
	int m_year;
	int m_mon;
	int m_day;
	const int Month;
	mutable int mu_Month;
};

void CDate::show() const
{
	mu_Month = 1;	// mutable 数据成员在任何成员函数中都可以被修改
	cout << "Date: " << m_year << "." << m_mon << "." << m_day << ", mu_Month=" << mu_Month << endl;
}

int main()
{
	CDate date(2024,06,14);
	date.show();

	return 0;
}

🎄五、const 对象

const 对象：使用关键字 const 修饰并创建的对象是 const 对象。

关于const对象有几个注意点：
1、const对象 需要初始化，除非提供无参构造；
2、const对象 只能调用 const函数；
3、非const对象 优先调用 非const函数 ，如果没有 非const函数 则选择 const函数；

参照下面例子：

// g++ 16_const_object.cpp 
#include <iostream>
using namespace std;

class CDate
{
public:
	CDate(int year, int mon, int day)
	{
		m_year = year;
		m_mon = mon;
		m_day = day;
	}
	
	CDate(){}	// 1、const 对象必须初始化，除非提供无参构造

	void show()
	{
		cout << "Date: " << m_year << "." << m_mon << "." << m_day << ", not const" << endl;
	}
	
	void show() const
	{
		cout << "Date: " << m_year << "." << m_mon << "." << m_day << ", const" << endl;
	}

private:
	int m_year;
	int m_mon;
	int m_day;
};

int main()
{
	const CDate date;
	date.show();

	return 0;
}

🎄六、总结

👉本文介绍了类的 const数据成员、const成员函数、mutable 数据成员、const对象

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