c++ const 成员函数和mutable

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mob60475707634e 2012-05-16 14:13:00

文章标签 成员函数数据初始化 c++ 成员变量 文章分类 C/C++ 后端开发

常量（const）成员函数：承诺不会修改对象的状态

double Student_info::grade() const {...} // 成员函数版

double grade(const Student_info&) {...} // 旧版

　　对常量对象只能调用常量成员函数，而不能调用非常量成员函数。常成员函数不能更新类的成员变量，也不能调用该类中没有用const修饰的成员函数，只能调用常成员函数和常数据成员。

　　任何不会修改数据成员的函数都应该声明为const 类型。如果在编写const 成员函数时，不慎修改了数据成员，或者调用了其它非const 成员函数，编译器将指出错误，这无疑会提高程序的健壮性。
以下程序中，类stack 的成员函数GetCount 仅用于计数，从逻辑上讲GetCount 应当为const 函数。编译器将指出GetCount 函数中的错误。

class Stack
{
public:
void Push(int elem);
int Pop(void);
int GetCount(void) const; // const 成员函数
private:
int m_num;
int m_data[100];
};
int Stack::GetCount(void) const
{
++ m_num; // 编译错误，企图修改数据成员m_num
Pop(); // 编译错误，企图调用非const 函数
return m_num;
}

const 成员函数的声明看起来怪怪的：const 关键字只能放在函数声明的尾部，大

概是因为其它地方都已经被占用了。

有时候要在const 成员函数中调用非const 成员函数，怎么办？

当然有不少办法，个人觉得，最简单的方法可以这样：

写一个全局函数，非const 成员函数的类指针作为参数，然后在这个全局函数中调用想要调用的非const 成员函数。如，

static void get_xxx(Student *s){s->get_xxx();}

什么时候函数写成const常量成员函数？

如果函数会改变一个对象的状态，那它就应该成为这个对象的成员。

如果函数不会改变一个对象的状态，那么需要从函数是做什么的，用户可能希望以怎样的方式调用它等方面来考虑如何取舍。（需要经验的积累）

const修饰函数时：

class Text
{
public:
    const std::size_t length() const; 
    // 返回文本的长度
    // 第一个 const 表示 函数返回一个常量，不可作为左值使用
    // 第二个 const 表示 函数不修改 Text 类中的数据成员（除了 static 和 mutable 修饰过的）
private:
    char* data;
};

mutable关键字

　mutable的中文意思是“可变的，易变的”，跟constant（既C++中的const）是反义词。

　　在C++中，mutable也是为了突破const的限制而设置的。被mutable修饰的变量，将永远处于可变的状态，即使在一个const函数中。

　我们知道，如果类的成员函数不会改变对象的状态，那么这个成员函数一般会声明成const的。但是，有些时候，我们需要在const的函数里面修改一些跟类状态无关的数据成员，那么这个数据成员就应该被mutalbe来修饰。

　　下面是一个小例子：

class ClxTest
{
　public:
　　void Output() const;
};

void ClxTest::Output() const
{
　cout << "Output for test!" << endl;
}

void OutputTest(const ClxTest& lx)
{
　lx.Output();
}

　　类ClxTest的成员函数Output是用来输出的，不会修改类的状态，所以被声明为const的。

　　函数OutputTest也是用来输出的，里面调用了对象lx的Output输出方法，为了防止在函数中调用其他成员函数修改任何成员变量，所以参数也被const修饰。

　　如果现在，我们要增添一个功能：计算每个对象的输出次数。如果用来计数的变量是普通的变量的话，那么在const成员函数Output里面是不能修改该变量的值的；而该变量跟对象的状态无关，所以应该为了修改该变量而去掉Output的const属性。这个时候，就该我们的mutable出场了——只要用mutalbe来修饰这个变量，所有问题就迎刃而解了。

　　下面是修改过的代码：

class ClxTest
{
　public:
　　ClxTest();
　　~ClxTest();

　　void Output() const;
　　int GetOutputTimes() const;

　private:
　　mutable int m_iTimes;
};

ClxTest::ClxTest()
{
　m_iTimes = 0;
}

ClxTest::~ClxTest()
{}

void ClxTest::Output() const
{
　cout << "Output for test!" << endl;
　m_iTimes++;
}

int ClxTest::GetOutputTimes() const
{
　return m_iTimes;
}

void OutputTest(const ClxTest& lx)
{
　cout << lx.GetOutputTimes() << endl;
　lx.Output();
　cout << lx.GetOutputTimes() << endl;
}

　　计数器m_iTimes被mutable修饰，那么它就可以突破const的限制，在被const修饰的函数里面也能被修改。

说下class中const,static ,const static初始化问题：

const定义的常量在超出其作用域之后其空间会被释放，而static定义的静态常量在函数执行后不会释放其存储空间。

static表示的是静态的。类的静态成员函数、静态成员变量是和类相关的，而不是和类的具体对象相关的。即使没有具体对象，也能调用类的静态成员函数和成员变量。一般类的静态函数几乎就是一个全局函数，只不过它的作用域限于包含它的文件中。

在C++中，static静态成员变量不能在类的内部初始化。在类的内部只是声明，定义必须在类定义体的外部，通常在类的实现文件中初始化，如：double Account::Rate=2.25;static关键字只能用于类定义体内部的声明中，定义时不能标示为static

在C++中，const成员变量也不能在类定义处初始化，只能通过构造函数初始化列表进行，并且必须有构造函数。

const数据成员只在某个对象生存期内是常量，而对于整个类而言却是可变的。因为类可以创建多个对象，不同的对象其const数据成员的值可以不同。所以不能在类的声明中初始化const数据成员，因为类的对象没被创建时，编译器不知道const数据成员的值是什么。

const数据成员的初始化只能在类的构造函数的初始化列表中进行。要想建立在整个类中都恒定的常量，应该用类中的枚举常量来实现，或者static const。

#include<iostream>
using namespace std;

class A{
private:

    static int a;//只是声明，没有定义
    int b;
    const int c;
    const static int d=4;//可以直接初始化，或者在类外:const int A::d=0;//注意：给静态成员变量赋值时，不需要加static修饰符。但要加const

     
public:

    A():c(3){ b=2; }     //{  c =3;}错误，表达式必须是可修改的左值
    void output() const{
        a++;//ok,b++是错误的，: 由于正在通过常量对象访问“b”，因此无法对其进行修改
        
        cout<<a<<ends<<b<<ends<<c<<ends<<d<<endl;
    }
};
int A::a=1;

int main()
{
    A a;
    a.output();
}