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c++ 类的常量成员函数

news 2025/8/15 12:55:17

c++ 类的常量成员函数

- - `const` 成员函数的作用
  - 示例代码
  - 输出结果
  - 代码解析
  - `const` 成员函数的规则
  - 使用场景
  - 总结

在 C++ 中，类的成员函数末尾加上 const 关键字表示该函数是一个 常量成员函数。它的作用是告诉编译器：这个函数不会修改调用它的对象的状态（即不会修改对象的成员变量）。这种函数可以在 const 对象上调用，而非 const 成员函数则不能。

`const` 成员函数的作用

保证对象状态不被修改：
- const 成员函数不能修改对象的成员变量（除非成员变量被声明为 mutable）。
- 如果尝试在 const 成员函数中修改成员变量，编译器会报错。
支持 const 对象调用：
- const 对象只能调用 const 成员函数。
- 非 const 成员函数不能在 const 对象上调用。
提高代码的可读性和安全性：
- 明确表示该函数不会修改对象的状态。
- 避免意外修改对象的状态。
支持基于 const 的函数重载：
- 可以同时定义 const 和非 const 版本的成员函数，编译器会根据对象的常量性选择调用哪个版本。

示例代码

以下是一个简单的示例，展示了 const 成员函数的使用：

#include <iostream>
#include <string>

class MyClass {
private:
    std::string data;

public:
    MyClass(const std::string& str) : data(str) {}

    // 非 const 成员函数：可以修改对象的状态
    void setData(const std::string& str) {
        data = str;
    }

    // const 成员函数：不能修改对象的状态
    std::string getData() const {
        return data;
    }
};

int main() {
    MyClass obj1("Hello");
    const MyClass obj2("World");

    // 非 const 对象可以调用非 const 和 const 成员函数
    obj1.setData("Hello C++");
    std::cout << "obj1 data: " << obj1.getData() << std::endl;

    // const 对象只能调用 const 成员函数
    // obj2.setData("World C++"); // 错误：不能调用非 const 成员函数
    std::cout << "obj2 data: " << obj2.getData() << std::endl;

    return 0;
}

输出结果

obj1 data: Hello C++
obj2 data: World

代码解析

setData 函数：
- 这是一个非 const 成员函数，可以修改对象的成员变量 data。
- 只能在非 const 对象上调用。
getData 函数：
- 这是一个 const 成员函数，不能修改对象的成员变量。
- 可以在 const 和非 const 对象上调用。
const 对象 obj2：
- 由于 obj2 是 const 对象，只能调用 const 成员函数（如 getData）。
- 如果尝试调用非 const 成员函数（如 setData），编译器会报错。

`const` 成员函数的规则

不能修改成员变量：

在 const 成员函数中，不能修改类的成员变量（除非成员变量被声明为 mutable）。

例如：

class MyClass {
private:
    mutable int counter; // mutable 成员变量可以在 const 成员函数中修改
public:
    void increment() const {
        counter++; // 允许修改 mutable 成员变量
    }
};

不能调用非 const 成员函数：

在 const 成员函数中，只能调用其他 const 成员函数。

例如：

class MyClass {
public:
    void nonConstFunc() {
        // 非 const 成员函数
    }
    void constFunc() const {
        // nonConstFunc(); // 错误：不能调用非 const 成员函数
    }
};

支持函数重载：

可以同时定义 const 和非 const 版本的成员函数，编译器会根据对象的常量性选择调用哪个版本。

例如：

class MyClass {
public:
    void func() {
        std::cout << "Non-const func" << std::endl;
    }
    void func() const {
        std::cout << "Const func" << std::endl;
    }
};