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2.4 const限定符
2013-09-07 14:51:05     我来说两句
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本文所属图书 > C++ Primer中文版(第5版)

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有时我们希望定义这样一种变量,它的值不能被改变。例如,用一个变量来表示缓冲区的大小。使用变量的好处是当我们觉得缓冲区大小不再合适时,很容易对其进行调整。另一方面,也应随时警惕防止程序一不小心改变了这个值。为了满足这一要求,可以用关键字const对变量的类型加以限定:

const int bufSize = 512;         // 输入缓冲区大小

这样就把bufSize定义成了一个常量。任何试图为bufSize赋值的行为都将引发错误:

bufSize = 512;               // 错误:试图向const对象写值

因为const对象一旦创建后其值就不能再改变,所以const对象必须初始化。一如既往,初始值可以是任意复杂的表达式:

const int i = get_size();    // 正确:运行时初始化

const int j = 42;            // 正确:编译时初始化

const int k;                 // 错误:k是一个未经初始化的常量

初始化和const

正如之前反复提到的,对象的类型决定了其上的操作。与非const类型所能参与的操作相比,const类型的对象能完成其中大部分,但也不是所有的操作都适合。主要的限制就是只能在const类型的对象上执行不改变其内容的操作。例如,const int和普通的int一样都能参与算术运算,也都能转换成一个布尔值,等等。

在不改变const对象的操作中还有一种是初始化,如果利用一个对象去初始化另外一个对象,则它们是不是const都无关紧要:

int i = 42;

const int ci = i;        // 正确:i的值被拷贝给了ci

int j = ci;              // 正确:ci的值被拷贝给了j

尽管ci是整型常量,但无论如何ci中的值还是一个整型数。ci的常量特征仅仅在执行改变ci的操作时才会发挥作用。当用ci去初始化j时,根本无须在意ci是不是一个常量。拷贝一个对象的值并不会改变它,一旦拷贝完成,新的对象就和原来的对象没什么关系了。

默认状态下,const对象仅在文件内有效
当以编译时初始化的方式定义一个const对象时,就如对bufSize的定义一样:

const int bufSize = 512; // 输入缓冲区大小

编译器将在编译过程中把用到该变量的地方都替换成对应的值。也就是说,编译器会找到代码中所有用到bufSize的地方,然后用512替换。

为了执行上述替换,编译器必须知道变量的初始值。如果程序包含多个文件,则每个用了const对象的文件都必须得能访问到它的初始值才行。要做到这一点,就必须在每一个用到变量的文件中都有对它的定义(参见2.2.2节,第45页)。为了支持这一用法,同时避免对同一变量的重复定义,默认情况下,const对象被设定为仅在文件内有效。当多个文件中出现了同名的const变量时,其实等同于在不同文件中分别定义了独立的变量。

某些时候有这样一种const变量,它的初始值不是一个常量表达式,但又确实有必要在文件间共享。这种情况下,我们不希望编译器为每个文件分别生成独立的变量。相反,我们想让这类const对象像其他(非常量)对象一样工作,也就是说,只在一个文件中定义const,而在其他多个文件中声明并使用它。

解决的办法是,对于const变量不管是声明还是定义都添加extern关键字,这样只需定义一次就可以了:

// file_1.cc定义并初始化了一个常量,该常量能被其他文件访问

extern const int bufSize = fcn();

// file_1.h头文件

extern const int bufSize; // 与file_1.cc中定义的bufSize是同一个

如上述程序所示,file_1.cc定义并初始化了bufSize。因为这条语句包含了初始值,所以它(显然)是一次定义。然而,因为bufSize是一个常量,必须用extern加以限定使其被其他文件使用。

file_1.h头文件中的声明也由extern做了限定,其作用是指明bufSize并非本文件所独有,它的定义将在别处出现。

i

如果想在多个文件之间共享const对象,必须在变量的定义之前添加extern关键字。

2.4节练习

练习2.26:下面哪些句子是合法的?如果有不合法的句子,请说明为什么?

(a) const int buf;                                    (b) int cnt = 0;

(c) const int sz = cnt;                        (d) ++cnt; ++sz;

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