C++ 顶层 const

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本文的主要参考来源来自于:C++ Primer 中文版(第 5 版) 第 57 面至第 58 面

1. 顶层 const 与底层 const 概念

我们知道,指针本身是一个对象,因为,指针实际对应着内存单元的一段存储空间,然而,指针所指向的也是一个数据对象,因此,指针是一个常量与指针所指向的是一个常量是两个完全不同的概念, 顶层 const 表示的是 指针本身是一个常量, 底层 const 表示的是 指针所指的对象是一个常量,更一般情况下, 顶层 const 可以表示任意对象是一个常量,这对于算术类型、类、指针等任何数据类型都是成立的, 底层 const 则与指针和引用等复合类型的基本类型部分有关 ,比较特殊的是,指针既可以是顶层 const 也可以是底层 const ,这一点与其他类型区别明显。

2. 顶层 const 与底层 const 在执行拷贝操作时的不同

对于顶层 const 与底层 const ,在执行对象拷贝时有着明显的不同:

(1)顶层 const 不受什么影响

int i = 0;
const int ci = 42;   // 不能改变 ci 的值,这是一个顶层 const
i = ci;   // 正确:ci 是一个顶层 const,对此操作无影响
const int *p2 = &ci;  // 允许改变 p2 的值,这是一个底层 const
const int *const p3 = p2;  // 靠右的 const 是顶层 const ,靠左的是底层 const
p2 = p3;   // 正确:p2 和 p3 指向的对象的类型相同,p3 顶层 const 的部分不影响


(2)底层 const 的限制不能忽略, 要求拷出和拷入的对象有相同的底层 const 资格或者能转换为相同的数据类型,一般非常量能够向常量转换,反之则不行

int *p = p3;  // 错误:p3 包括底层 const 定义,而 p 没有
p2 = p3;   // 正确:p2 和 p3 都是底层 const
p2 = &i;   // 正确:int* 能转换成 const int*
int &r = ci;  // 错误:普通的 int& 不能绑定到 int 常量上
const int &r2 = i;  // 正确:const int& 可以绑定到一个普通 int 上

来分析一下以上的代码:

int *p = p3;
p3 既是一个顶层 const 又是一个底层 const,在执行对象拷贝时,顶层 const 部分没有任何影响,完全不用考虑,但是 p3 又是一个底层 const ,它要求拷入的对象有相同的底层 const 资格,而 p 没有,所以是错的;

p2 = p3;
p3 要求拷入的对象拥有相同的底层 const 资格,p2 也是一个底层 const,故正确;

p2 = &i;
对 i 取地址将得到 int*, p2 是 const int*,前者是非常量,后者是常量,赋值语句等号右侧的类型向左侧转换,非常量能够向常量转换,故正确;

int &r = ci;
由左侧部分我们知道,需要得到的是一个绑定到 ci 上的引用,而绑定到 ci 上的引用的类型是 const int&,等号左侧的类型是 int&,赋值语句等号右侧的类型向左侧转换,但是常量不能向非常量转换,所以是错误的;

const int &r2 = i;
由左侧部分我们知道,需要得到的是一个绑定到 i 上的引用,而绑定到 i 上的引用的类型是 int&,等号左侧的类型是 const int&,赋值语句等号右侧的类型向左侧转换,一般非常量可以向非常量转换,所以是正确的。



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