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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() constd2.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：

1. 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;
}

2. 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;
}

3. 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。

4. 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;
}