类和对象——const修饰的类的对象和函数
const修饰的类的对象和函数
- const成员函数和const对象
- 1 const成员函数
- 2 调用关系
- 3 const在成员函数中的位置
- 4 取地址&及const取地址操作符重载
const成员函数和const对象
1 const成员函数
将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数，const修饰类成员函数，实际修饰该成员函数隐含的this指针，表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。
例如：
#include<iostream>
class Date {
public:
Date(int year, int month, int day) {
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
//编译器认为两个Print构成函数重载
void Print() {
using std::cout;
using std::endl;
cout << "Print()" << endl;
cout << "year:" << _year << endl;
cout << "month:" << _month << endl;
cout << "day:" << _day << endl << endl;
}
void Print() const {
using std::cout;
using std::endl;
cout << "Print()const" << endl;
cout << "year:" << _year << endl;
cout << "month:" << _month << endl;
cout << "day:" << _day << endl << endl;
}
private:
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
};
int main() {
Date d1(2022, 1, 13);
d1.Print();
const Date d2(2022, 1, 13);
//编译器认为d2.Print(&d2)，&d2的类型是const Date*，
//会为d2匹配void Print() const
d2.Print();
return 0;
}
编译器的原则：永远是最匹配的，没有就找最合适的。权限可以缩小，但不可以放大。所以d1调用的是Print()，而d2调用的是Print() const。
如果只有Print() const，则d1调用的是Print() const。例如：
#include<iostream>
class Date {
public:
Date(int year, int month, int day) {
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
void Print() const {
using std::cout;
using std::endl;
cout << "Print()const" << endl;
cout << "year:" << _year << endl;
cout << "month:" << _month << endl;
cout << "day:" << _day << endl << endl;
}
private:
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
};
int main() {
Date d1(2022, 1, 13);
d1.Print();
return 0;
}
2 调用关系
const对象和const成员函数，它们与非const的对象和成员函数之间的关系：
const对象不可以调用非const成员函数。权限放大。
因为非const成员函数可通过this指针间接修改对象，所以const对象不能将自身具有常属性的地址上传给this指针，防止权限放大。
参考样例：
#include<iostream>
class A {
public:
void f1() {
using std::cout;
cout << "void f1()\n";
}
void f2() const {
using std::cout;
cout << "void f2()\n";
}
};
int main() {
const A a;
//a.f1();//不允许。
a.f2();//允许，权限平移
return 0;
}
- 非
const对象可以调用const成员函数。权限缩小。
#include<iostream>
class A {
public:
void f1() {
using std::cout;
cout << "void f1()\n";
}
void f2() const {
using std::cout;
cout << "void f2()\n";
}
};
int main() {
A a;
a.f2();//允许
return 0;
}
const成员函数内不可以调用其它的非const成员函数。
因为const成员函数的this具有常属性，将this的值上传给非const成员函数，因为非const的成员函数不具有常属性的this，所以权限放大。
#include<iostream>
class A {
public:
void f1() {
using std::cout;
cout << "void f1()\n";
}
void f2() const {
using std::cout;
cout << "void f2()\n";
//f1();//不允许，权限放大
}
};
在存在大量代码复用的类中需要特别注意。
- 非
const成员函数内可以调用其它的const成员函数。权限缩小。
#include<iostream>
class A {
public:
void f1() {
using std::cout;
cout << "void f1()\n";
f2();//可以，权限缩小。
}
void f2() const {
using std::cout;
cout << "void f2()\n";
}
};
3 const在成员函数中的位置
这是一个数组类：
#include<iostream>
#include<cstdlib>
class SeqList {
public:
~SeqList() {
free(a);
}
int& operator[](int i) const {//a向堆区申请内存，出了这里的作用域数据还在，可以传引用返回
return a[i];
}
private:
//c++11允许给内置类型成员初始值，甚至是调用公共库函数
//但如果函数执行出错无法反馈
int* a = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
size_t size = 0;
size_t capacity = 10;
};
void print(const SeqList& a) {
using std::cout;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
cout << a[i] << ' ';
a[i]++;//const只限制a本身的内容不可改变，
}
cout << "\n";
}
int main() {
SeqList a;
using std::cout;
for (int i = 0; i < 10; i++)
a[i] = i;//修改堆区的数据
print(a);
print(a);
return 0;
}
函数int& operator[](int i) const{}虽然对this指针本身用const修饰，但是函数返回值是堆区某个位置的引用，所以[]并没有对堆区的数据进行限制。
数组类需要通过[]进行修改和访问数据，因此在部分场合我们想通过[]修改数据，在另一场合又希望这个数据无法被修改。
所以需要提供两个[]的重载，一个只读，一个可读可写，此时编译器会匹配最合适的[]。只读的[]重载一般需要用两个const进行限制。
#include<iostream>
#include<cstdlib>
class SeqList {
public:
~SeqList() {
free(a);
}
int& operator[](int i) {//对象可读可写
return a[i];
}
const int& operator[](int i) const{//对象只读
return a[i];
}
private:
int* a = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
size_t size = 0;
size_t capacity = 10;
};
void print(const SeqList& a) {
using std::cout;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
cout << a[i] << ' ';
//a[i]++;//编译器为const SeqList匹配形参为const SeqList的operator[]，所以不可修改
}
cout << "\n";
}
int main() {
SeqList a;
using std::cout;
for (int i = 0; i < 10; i++)
a[i] = i;//修改堆区的数据
print(a);
return 0;
}
还是需求问题，程序员想要用户不修改什么数据，就加const对类的成员函数进行限制。
4 取地址&及const取地址操作符重载
默认成员函数的取地址&重载一般不用重新定义 ，编译器默认会生成。其中用到了const修饰this时构成的重载。
class Date {
public:
Date* operator&() {
return this;
}
const Date* operator&() const {//参考上文的数组类
return this;
}
private:
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
};
这两个运算符一般不需要重载，使用编译器生成的默认取地址的重载即可，只有特殊情况，才需要重载，比如不想被别人取到对象的有效地址，于是给个假地址返回。
#ifndef _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#endif
#include<iostream>
using std::cout;
class Date {
public:
Date(int year=1900,int month=0,int day=0){
_year = year;
_month = month;
_day = day;
}
Date* operator&() {
return nullptr;
}
const Date* operator&() const {
return nullptr;
}
private:
int _year; // 年
int _month; // 月
int _day; // 日
};
int main() {
Date a;
const Date b;
cout << (&a) << '\n' << (&b);
return 0;
}