2.5 const常量

2.5.1 常量的定義

變量實質上是在程序運行過程中其值可以改變的內存單元的名字。常量就是在程序執行過程中其值固定不變的內存單元的名字。在C++中，常用const修飾符定義常量，方法如下：

const 常量類型 常量名=常量值;

例如：

const i=10;           //L1
const int i=10;          //L2
const char c='A';         //L3
const char s[]="C++ const !"; //L4

語句L1和L2等價，C++將沒有指定類型的常量定義默認為int類型（在Visual C++ .NET中不允許默認值，L1是錯誤的），L3定義了字符常量c，L4定義了字符常量數組s。

說明：① const常量必須在定義時初始化，且常量一經定義就不能修改（常量名不能出現在賦值符“=”的左邊），例如：

const int n;          //錯誤，常量n未被初始化
const int i = 5;         //定義常量i
i = 10;            //錯誤，修改常量
i++;             //錯誤，修改常量

② 在C++中，表達式可以出現在常量定義語句中。如果定義的常量是整型，則類型關鍵字int可以省略。例如：

int j,k=9;           //L1
const i1=10+k+6;        //L2
const int i1=10+k+6;      //L3
const i2=j+10;         //L4

當常量定義語句中出現表達式時，C++將首先計算表達式的值，然后把計算結果指定給常量。語句L2省略了類型關鍵字int，它與L3是完全等價的，相當于“const int i1=25;”。語句L4盡管在有的編譯環境下不會出錯誤，但沒有意義，因為j的取值是未知的。

③ 在C++中，仍然可以采用#define定義常量，但#define采用宏代換方式進行常量的處理，不具有類型檢查機制，存在不安全性。

2.5.2 const與指針

const可以與指針結合，由于指針涉及“指針本身和指針所指的對象”，因此它與常量的結合也比較復雜，可分為三種情況，如圖2-1所示。

圖2-1中的type代表C++中的任意數據類型，p是一個指針變量。其中，第一種是常量指針，即指針是常量，不能被修改，但其所指內存區域是變量，可修改；第二種是指向常量的指針，即指針是變量，可再指向其他內存單元，但其所指單元是常量，不能修改；第三種是指向常量的常指針，指針及其所指內存單元都為常量，皆不能被修改。

【例2-7】 const與指針的關系。

//Eg2-7.cpp
#include <iostream.h>
int main(){
    char *const p0;    //L1  錯誤，p0是常量，必須初始化
    char *const p1="dukang";   //L2  正確
    char const *p2;    //L3  正確
    const char  *p3="dukang";   //L4  正確
    const char *const p4="dukang"; //L5  正確
    const char *const p5;       //L6  錯誤，p5是常量，必須初始化
    p1="wankang";   //L7  錯誤，p1是常量，不可改
    p2="wankang";   //L8  正確，p2是變量，可改
    p3="wankang";   //L9  正確，p3是變量，可改
    p4="wankang";   //L10 錯誤，p4是常量，不可改
    p1[0]='w';    //L11 正確
    p2[0]='w';    //L12 錯誤，*p2是常量，不可改
    p3[0]='w';    //L13 錯誤，*p3是常量，不可改
    p4[0]='w';    //L14 錯誤，*p4是常量，不可改
   return 0;
}

例中，*p2和*p3的定義形式等價，只是p2沒有初始化，p3被初始化了。請結合圖2-1和本例中的注釋理解各語句正確和錯誤的原因。

const對指針和變量之間的相互賦值具有一定影響：const對象的地址只能賦給指向const對象的指針，指向const對象的指針可以被賦予一個非const對象的地址，否則引起編譯錯誤。例如：

int x=9;     //L1
const int y=9;    //L2
int *p1;       //L3
const int *p2;     //L4
p1=&y;       //L5，錯誤
p2=&x;        //L6，正確

語句L5將引起編譯錯誤，若改為“p2=&y;”則是正確的，請結合上述說法理解其中原因。

2.5.3 const與引用

在定義引用時，可以用const進行限制，使它成為不允許被修改的常量引用。例如：

int i=9,
int &rr=i;
const int &ir=i;
rr=8;
ir=7;         //錯誤

最后一條語句是錯誤的，因為ir是const引用，不允許通過它修改對應的變量i。

const引用可以用常量初始化，但非const引用不能用常量初始化。例如：

int i=2;          //L1
const double &ff=10.0;   //L2
const int &ir=i+10;    //L3
int &ii=3;         //L4，錯誤

語句L4錯誤，語句L2、L3正確的原因與編譯器的處理方式有關。編譯器在實現常量引用時生成了一個臨時對象，然后讓引用指向這個對象。但該對象對用戶而言，是隱藏不可知的，不能訪問。例如，對于

const double &ff=10.0;

編譯器將其轉換為類似于下面的形式：

double temp=10.0;
const double &ff=temp;

編譯器首先產生不為用戶所知的臨時變量temp，然后將引用指向它。temp將保持到引用的生命期結束。