C/C++ const 的 3 種用法與範例

本篇 ShengYu 介紹 C/C++ const 的 3 種用法與範例，包含 C++ const 平常的一般基本用法以及 C++ const 在成員函式中的用法。

以下 C/C++ const 的用法介紹分別為這幾種，

C/C++ const 加上變數前的用法
C++ const 加在成員函式前面的用法
C++ const 加在成員函式後面的用法

那我們開始吧！

C/C++ const 加上變數前的用法

這邊介紹 C/C++ const 加上變數前的用法，C/C++ const 加上變數前表示不能修改該變數，該變數為 read-only，

如下範例所示，宣告 const int n = 5; 之後如果嘗試對 n 進行修改的話會得到 error: assignment of read-only variable ‘n’ 編譯錯誤訊息，

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    const int n = 5;
    //n = 10; // compile error
    return 0;
}

這邊要另外舉個字串指標的例子，const char *str 雖然是不能修改其 str 指標指向的內容，但 str 指標本身卻是可以修改的，所以這部份在使用上需要特別注意，詳細說明如下，

如下例所示，宣告一個 const char * name2 = "Amy";，name2 表示指標指向的內容不可修改，如果嘗試對 name2 指標指向的內容進行修改的話會得到 error: assignment of read-only location ‘* name2’ 編譯錯誤，例如下例中的 name2[0] = 'B'; 就是對 name2 指向的內容進行修改，

但是 name2 指標本身是可以修改的，也就是可以修改 name2 指標指向別的地方，如下例中的 name2 = name; 將 name2 指向 name，這樣 name2 印出來的內容就會是 Tom 而不是 Amy，

如果要指標本身不可修改的話，可以像下中的 name3 前加上 const 變成 const char * const name3，這樣就是表示指標本身不可修改且指向的內容也不可修改，之後如果嘗試對 name3 的指標進行修改的話會得到 error: assignment of read-only variable ‘name3’ 編譯錯誤訊息，

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    char name[5] = "Tom";
    cout << name << "\n";

    const char * name2 = "Amy";
    //name2[0] = 'B'; // compile error, 不可修改 name2 指向的內容
    name2 = name; // 可以修改 name2 指標
    cout << name2 << "\n";

    const char * const name3 = "Amy";
    //name3 = name; // compile error, 不可修改 name3 指標本身

    return 0;
}

結果輸出如下，

1
2

Tom
Tom

如果換成整數指標的話就可能有這幾種情況，

const int * a = &b; // 指標指向的內容不可改變
int const * a = &b; // 同上
int * const a = &b; // 常數指標，即指標本身的值是不可改變的，但指向的內容是可改變的
const int * const a = &b; // 指向常數的常數指標，即指標本身與指向的內容都是不可改變的

綜合上述指標加上 const 的用法大致分成兩種情況，一種就是不可修改的指標，另一種則是指標指向的內容(記憶體區塊)不可修改，
不可修改的指標：即指標不可修改，代表該指標永遠指向某塊記憶體位置
指標指向的內容(記憶體區塊)不可修改：即指標指向的記憶體區塊不能修改，只能讀取 read-only

C++ const 加在成員函式前面的用法

在 C++ 中有時候希望回傳的東西不能被修改的話，這時就可以使用 const 加在成員函式前面來達成這個目的，我們來看看下面這個例子，

在 main 函式裡要取得 s.getName() 成員函式回傳的變數話需要宣告一個 const std::string& studentName，由於 studentName 是 const 的關係所以之後我們就只能對這個變數作讀取不能修改值，如果嘗試對 studentName 進行修改的話會得到編譯錯誤，

因為 studentName 是 reference 參考的關係，所以之後使用 s.setName("Tom") 改變了 s 物件裡的 name 後，之後 studentName 裡面的值也會跟著改變，

#include <iostream>
#include <string>

class Student {
public:
    Student() {}

    const std::string& getName() {
        return name;
    }

    void setName(std::string name) {
        this->name = name;
    }

private:
    std::string name = "unknown";
};

int main() {
    Student s;
    const std::string& studentName = s.getName();
    std::cout << studentName << "\n";
    // studentName = "Tom"; compile error
    s.setName("Tom");
    std::cout << studentName << "\n";
    return 0;
}

結果輸出如下，

1 2	unknown Tom

再舉個 STL 容器的例子，使用 std::queue 容器將 1、2、3 元素推入後，之後使用 front() 取得頭部元素，這時我們只是需要把變數 n 印出來而已，所以不會對它進行修改，如果嘗試對 const int &n 修改的話會得到編譯錯誤的 error: cannot assign to variable 'n' with const-qualified type 'const int &' 訊息，

另外宣告 int &n2 = q.front(); 參考的方式來修改 queue 頭部元素，之後 n 裡面的數值也會跟著改變，

#include <iostream>
#include <queue>

int main() {
    std::queue<int> q;
    q.push(1);
    q.push(2);
    q.push(3);
    const int &n = q.front();
    // n = 5; compile error
    std::cout << n << "\n";
    
    int &n2 = q.front();
    n2 = 4;
    std::cout << n << "\n";
    return 0;
}

輸出結果如下，

1
2

1
4

C++ const 加在成員函式後面的用法

這邊介紹 C++ const 加在成員函式後面的用法，const 加在成員函式後面表示不能在該成員函式裡修改類別成員變數，因為該函式裡的存取類別成員都會是 read-only，範例如下，

如果在 getCounter() 成員函式裡嘗試對 counter 進行修改會得到編譯錯誤(error: increment of member ‘Object::counter’ in read-only object)，對其它類別成員 number 修改也是會得到編譯錯誤(error: assignment of member ‘Object::number’ in read-only object)，但是對 getCounter() 裡宣告的 number2 區域變數可以進行修改，

#include <iostream>
using namespace std;

class Object {
public:
    Object() {}

    int getCounter() const {
        //counter++; // compile error, const 加在成員函式後面表示不行在該函式裡修改成員變數
        //number = 10; // compile error, const 加在成員函式後面表示不行在該函式裡修改成員變數
        int number2;
        number2 = 10; // 區域變數可以進行修改
        return counter;
    }

    void addCount() {
        counter++;
    }

private:
    int counter = 0;
    int number = 0;
};

int main() {
    Object o;
    int counter = o.getCounter();
    std::cout << counter << "\n";
    o.addCount();
    std::cout << counter << "\n";

    int counter2 = o.getCounter();
    std::cout << counter2 << "\n";
    return 0;
}

以上就是 C/C++ const 的 3 種用法與範例介紹，
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其它參考
https://welkinchen.pixnet.net/blog/post/48176548
https://docs.microsoft.com/zh-tw/cpp/cpp/const-cpp?view=msvc-170
https://blog.xuite.net/coolflame/code/16605512

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