這篇文章主要介紹“C++中const的實(shí)現(xiàn)原理是什么”，在日常操作中，相信很多人在C++中const的實(shí)現(xiàn)原理是什么問(wèn)題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對(duì)大家解答”C++中const的實(shí)現(xiàn)原理是什么”的疑惑有所幫助！接下來(lái)，請(qǐng)跟著小編一起來(lái)學(xué)習(xí)吧！

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1、什么是const? 
常類(lèi)型是指使用類(lèi)型修飾符const說(shuō)明的類(lèi)型，常類(lèi)型的變量或?qū)ο蟮闹凳遣荒鼙桓碌?。（?dāng)然，我們可以偷梁換柱進(jìn)行更新：） 

2、為什么引入const？ 
const 推出的初始目的，正是為了取代預(yù)編譯指令，消除它的缺點(diǎn)，同時(shí)繼承它的優(yōu)點(diǎn)。 

3、cons有什么主要的作用？ 

（1）可以定義const常量，具有不可變性。 例如： 
const int Max=100; int Array[Max]; 

（2）便于進(jìn)行類(lèi)型檢查，使編譯器對(duì)處理內(nèi)容有更多了解，消除了一些隱患。例如： void f(const int i) { .........} 編譯器就會(huì)知道i是一個(gè)常量，不允許修改； （3）可以避免意義模糊的數(shù)字出現(xiàn)，同樣可以很方便地進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整和修改。 同宏定義一樣，可以做到不變則已，一變都變！如（1）中，如果想修改Max的內(nèi)容，只需要：const int Max=you want;即可！ 

（4）可以保護(hù)被修飾的東西，防止意外的修改，增強(qiáng)程序的健壯性。 還是上面的例子，如果在函數(shù)體內(nèi)修改了i，編譯器就會(huì)報(bào)錯(cuò)； 例如： 
void f(const int i) { i=10;//error! } 

（5） 為函數(shù)重載提供了一個(gè)參考。 
class A { ...... 
void f(int i) {......} //一個(gè)函數(shù) 
void f(int i) const {......} //上一個(gè)函數(shù)的重載 ...... 
}; 

（6） 可以節(jié)省空間，避免不必要的內(nèi)存分配。 例如： 
#define PI 3.14159 //常量宏 
const doulbe Pi=3.14159; //此時(shí)并未將Pi放入ROM中 ...... 
double i=Pi; //此時(shí)為Pi分配內(nèi)存，以后不再分配！ 
double I=PI; //編譯期間進(jìn)行宏替換，分配內(nèi)存 
double j=Pi; //沒(méi)有內(nèi)存分配 
double J=PI; //再進(jìn)行宏替換，又一次分配內(nèi)存！ 
const定義常量從匯編的角度來(lái)看，只是給出了對(duì)應(yīng)的內(nèi)存地址，而不是象#define一樣給出的是立即數(shù)，所以，const定義的常量在程序運(yùn)行過(guò)程中只有一份拷貝，而#define定義的常量在內(nèi)存中有若干個(gè)拷貝。 

（7） 提高了效率。 編譯器通常不為普通const常量分配存儲(chǔ)空間，而是將它們保存在符號(hào)表中，這使得它成為一個(gè)編譯期間的常量，沒(méi)有了存儲(chǔ)與讀內(nèi)存的操作，使得它的效率也很高。 

4、如何使用const？ 

（1）修飾一般常量 一般常量是指簡(jiǎn)單類(lèi)型的常量。這種常量在定義時(shí)，修飾符const可以用在類(lèi)型說(shuō)明符前，也可以用在類(lèi)型說(shuō)明符后。 例如： 
int const x=2; 或 const int x=2; 

（2）修飾常數(shù)組 定義或說(shuō)明一個(gè)常數(shù)組可采用如下格式：  
int const a[5]={1, 2, 3, 4, 5};  
const int a[5]={1, 2, 3, 4, 5}; 

（3）修飾常對(duì)象 常對(duì)象是指對(duì)象常量，定義格式如下： 
class A; const A a; 
A const a; 定義常對(duì)象時(shí)，同樣要進(jìn)行初始化，并且該對(duì)象不能再被更新，修飾符const可以放在類(lèi)名后面，也可以放在類(lèi)名前面。  

（4）修飾常指針 
const int *A; //const修飾指向的對(duì)象，A可變，A指向的對(duì)象不可變 
int const *A; //const修飾指向的對(duì)象，A可變，A指向的對(duì)象不可變 
int *const A; //const修飾指針A， A不可變，A指向的對(duì)象可變 
const int *const A;//指針A和A指向的對(duì)象都不可變 

（5）修飾常引用 使用const修飾符也可以說(shuō)明引用，被說(shuō)明的引用為常引用，該引用所引用的對(duì)象不能被更新。其定義格式如下：  
const double & v;  

（6）修飾函數(shù)的常參數(shù) const修飾符也可以修飾函數(shù)的傳遞參數(shù)，格式如下： 
void Fun(const int Var); 告訴編譯器Var在函數(shù)體中的無(wú)法改變，從而防止了使用者的一些無(wú)意的或錯(cuò)誤的修改。 

（7）修飾函數(shù)的返回值： const修飾符也可以修飾函數(shù)的返回值，是返回值不可被改變，格式如下： 
const int Fun1(); const MyClass Fun2(); 

（8）修飾類(lèi)的成員函數(shù)： const修飾符也可以修飾類(lèi)的成員函數(shù)，格式如下： 
class ClassName { 
public:  
int Fun() const; ..... 
}；
這樣，在調(diào)用函數(shù)Fun時(shí)就不能修改類(lèi)里面的數(shù)據(jù) 

（9）在另一連接文件中引用const常量 
extern const int i;//正確的引用 
extern const int j=10;//錯(cuò)誤！常量不可以被再次賦值 另外，還要注意，常量必須初始化！ 例如： const int i=5; 

所謂C++編譯器，C++編譯器是C++中的一個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)化高度兼容的編譯環(huán)境，編譯器對(duì)不同的CPU會(huì)進(jìn)行不同的優(yōu)化，下面說(shuō)明C++編譯器進(jìn)行Const常量分配存儲(chǔ)空間的說(shuō)明介紹。

Const 是C++中常用的類(lèi)型修飾符，有某些微妙的應(yīng)用場(chǎng)合，如果沒(méi)有搞清本源，則錯(cuò)誤在所難免。本篇中將對(duì)const進(jìn)行辨析。溯其本源，究其實(shí)質(zhì)，希望能對(duì)大家理解const有所幫助，根據(jù)思維的承接關(guān)系，分為如下幾個(gè)部分進(jìn)行闡述。C++的提出者當(dāng)初是基于什么樣的目的引入（或者說(shuō)保留）const關(guān)鍵字呢？，這是一個(gè)有趣又有益的話(huà)題，對(duì)理解const很有幫助。

1． 大家知道，C++有一個(gè)類(lèi)型嚴(yán)格的編譯系統(tǒng)，這使得C++程序的錯(cuò)誤在編譯階段即可發(fā)現(xiàn)許多，從而使得出錯(cuò)率大為減少，因此，也成為了C++與C相比，有著突出優(yōu)點(diǎn)的一個(gè)方面。

2． C++中很常見(jiàn)的預(yù)處理指令 #define VariableName VariableValue 可以很方便地進(jìn)行值替代，這種值替代至少在三個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)突出：一是避免了意義模糊的數(shù)字出現(xiàn)，使得程序語(yǔ)義流暢清晰。

二是可以很方便地進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整與修改，如上例，當(dāng)人數(shù)由107變?yōu)?01時(shí)，進(jìn)改動(dòng)此處即可，三是提高了程序的執(zhí)行效率，由于使用了預(yù)編譯器進(jìn)行值替代，并不需要為這些常量分配存儲(chǔ)空間，所以執(zhí)行的效率較高。鑒于以上的優(yōu)點(diǎn)，這種預(yù)定義指令的使用在程序中隨處可見(jiàn)。

3． 說(shuō)到這里，大家可能會(huì)迷惑上述的1點(diǎn)、2點(diǎn)與const有什么關(guān)系呢?,好，請(qǐng)接著向下看來(lái)：

預(yù)處理語(yǔ)句雖然有以上的許多優(yōu)點(diǎn)，但它有個(gè)比較致命的缺點(diǎn)，即，預(yù)處理語(yǔ)句僅僅只是簡(jiǎn)單值替代，缺乏類(lèi)型的檢測(cè)機(jī)制。這樣預(yù)處理語(yǔ)句就不能享受C++嚴(yán)格類(lèi)型檢查的好處，從而可能成為引發(fā)一系列錯(cuò)誤的隱患。

4．好了，第一階段結(jié)論出來(lái)了：

結(jié)論： Const 推出的初始目的，正是為了取代預(yù)編譯指令，消除它的缺點(diǎn)，同時(shí)繼承它的優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)在它的形式變成了：

Const DataType VariableName = VariableValue ;為什么const能很好地取代預(yù)定義語(yǔ)句？const 到底有什么大神通，使它可以振臂一揮取代預(yù)定義語(yǔ)句呢？

1． 首先，以const 修飾的常量值，具有不可變性，這是它能取代預(yù)定義語(yǔ)句的基礎(chǔ)。

2． 第二，很明顯，它也同樣可以避免意義模糊的數(shù)字出現(xiàn)，同樣可以很方便地進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整和修改。

3． 第三，C++的編譯器通常不為普通const常量分配存儲(chǔ)空間，而是將它們保存在符號(hào)表中，這使得它成為一個(gè)編譯期間的常量，沒(méi)有了存儲(chǔ)與讀內(nèi)存的操作，使得它的效率也很高，同時(shí)，這也是它取代預(yù)定義語(yǔ)句的重要基礎(chǔ)。

這里，我要提一下，為什么說(shuō)這一點(diǎn)是也是它能取代預(yù)定義語(yǔ)句的基礎(chǔ)，這是因?yàn)?，編譯器不會(huì)去讀存儲(chǔ)的內(nèi)容，如果編譯器為const分配了存儲(chǔ)空間，它就不能夠成為一個(gè)編譯期間的常量了。

4． 最后，const定義也像一個(gè)普通的變量定義一樣，它會(huì)由編譯器對(duì)它進(jìn)行類(lèi)型的檢測(cè)，消除了預(yù)定義語(yǔ)句的隱患。

我們也許學(xué)習(xí)過(guò)const的使用，但是對(duì)于const的細(xì)致的技術(shù)細(xì)節(jié)卻不一定掌握。const的用法在許多的教材上只是簡(jiǎn)單的介紹，在這里我們對(duì) const進(jìn)行細(xì)致的概念以及用法剖析。const 是由c++采用，并加進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)c中，但是他們的意義完全不同，在舊版本(標(biāo)準(zhǔn)前)的c中，如果想建立一個(gè)常量，必須使用預(yù)處理器：
#define PI 3.14159

此后無(wú)論在何處使用PI，都會(huì)被預(yù)處理器以3.14159替代。編譯器不對(duì)PI進(jìn)行類(lèi)型檢查，也就是說(shuō)可以不受限制的建立宏并用它來(lái)替代值，如果使用不慎，很可能由預(yù)處理引入錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤往往很難發(fā)現(xiàn)。

我們也不能得到PI的地址（即不能向PI傳遞指針和引用）。
c++引入了命名常量的概念，命名常量就像變量一樣，只是它的值不能改變，如果試圖改變一個(gè)const 對(duì)象，編譯器將會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。 const 和正常變量一樣有作用域，所以函數(shù)內(nèi)部的const也不會(huì)影響程序的其余部分。在c++中const可以取代預(yù)處理器#define來(lái)進(jìn)行值替代， const有安全的類(lèi)型檢查，所以不用擔(dān)心會(huì)像預(yù)處理器一樣引入錯(cuò)誤。

在通常的情況下const同預(yù)處理器#define一樣只是將所賦值保存入編譯器的符號(hào)表中（符號(hào)表僅僅在編譯時(shí)存在，在編譯過(guò)程中編譯器將程序中的名字與之在符號(hào)表中定義的數(shù)值作簡(jiǎn)單的替換），在使用的時(shí)候進(jìn)行值替換，并不為const創(chuàng)建存儲(chǔ)空間。我們將const的定義放進(jìn)頭文件里，這樣通過(guò)包含頭文件，可以把const定義單獨(dú)放在一個(gè)地方并把它分配給一個(gè)編譯單元，const默認(rèn)為內(nèi)部連接（內(nèi)部連接意味著只對(duì)正在編譯的文件創(chuàng)建存儲(chǔ)空間，別的文件可以使用相同的標(biāo)示符和全局變量，編譯器不會(huì)發(fā)現(xiàn)沖突，外部連接意味著為所有被編譯過(guò)的文件創(chuàng)建一片單獨(dú)的存儲(chǔ)空間，一般全局變量和函數(shù)名的外部連接通過(guò)extern聲明，可以通過(guò)其他的文件訪問(wèn)）也就是說(shuō)const僅能被它所定義過(guò)的文件訪問(wèn)，在定義一個(gè)const時(shí)，必須賦一個(gè)值給它，除非用extern做出說(shuō)明：

extern const int a;

這表示const的定義在其他的什么地方，這里僅僅是一個(gè)聲明，但是這樣的做法使const使用了外部連接，也就是說(shuō)上面的extern強(qiáng)制進(jìn)行了對(duì)const的存儲(chǔ)空間分配，這樣我們就無(wú)法再用const作為常量折疊（在可能的情況下，符號(hào)常量的值會(huì)代替改名字的出現(xiàn)，這個(gè)替代過(guò)程叫做常量折疊）使用了，即使我們?cè)谄渌胤蕉x了const的值,如：

extern const int a=3;

因?yàn)閏onst的值被放入了存儲(chǔ)單元，在編譯的過(guò)程中，編譯器不會(huì)去讀存儲(chǔ)單元的內(nèi)容。如果我們這樣做：

int b[a];

編譯器就會(huì)給我們一個(gè)錯(cuò)誤信息。

想不為const分配存儲(chǔ)空間是不可能的，因?yàn)閷?duì)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，例如集合，編譯器不會(huì)復(fù)雜到將集合保存到它的符號(hào)表中，所以必須分配內(nèi)存空間，這就意味著“這是一塊不能改變的存儲(chǔ)空間”，當(dāng)然也就不能在編譯期間使用它的值，因?yàn)榫幾g器不知道存儲(chǔ)的內(nèi)容：

const int i[]={1,2,3,4};

//float f[i[2]];
//將得到錯(cuò)誤信息，編譯器提示不能在數(shù)組定義里找到一個(gè)常數(shù)表達(dá)式。

因?yàn)榫幾g器靠移動(dòng)棧指針來(lái)存儲(chǔ)和讀取數(shù)據(jù)。
也因此，由于無(wú)法避免為const分配內(nèi)存，所以const的定義必須默認(rèn)為內(nèi)部連接，否則由于眾多的const在多個(gè)文件中分配內(nèi)存，就會(huì)引起錯(cuò)誤。下面我們看一段簡(jiǎn)單有效的代碼來(lái)說(shuō)明const的常量折疊：

復(fù)制代碼 代碼如下:

#include
const int a=3;
const int b=a+1;
float *f=(float*)&b;
char c[b+3];
void main()
{
const char gc=cin.get();
const char c2=gc+3;
}

我們可以看到，a是一個(gè)編譯器期間的const，b是從a中計(jì)算出來(lái)的，由于a是一個(gè)const，b的計(jì)算值來(lái)自一個(gè)常數(shù)表達(dá)式，而它自身也是一個(gè)編譯器間的const，接著下面指針f取得了b的地址，所以迫使編譯器給b分配了存儲(chǔ)空間，不過(guò)即使分配了存儲(chǔ)空間，由于編譯器已經(jīng)知道了b的值,所以仍然不妨礙在決定數(shù)組c的大小時(shí)使用b。

在主函數(shù)main()里，標(biāo)識(shí)符gc的值在編譯期間是不知道的，這也意味著需要存儲(chǔ)空間，但是初始化要在定義點(diǎn)進(jìn)行，而且一旦初始化，其值就不能改變，我們發(fā)現(xiàn)c2是由gc計(jì)算出來(lái)的，它的作用域與其他類(lèi)型const的作用域是一樣的，這是對(duì)#define用法的一種改進(jìn)。

在c++引進(jìn)常量的時(shí)候，標(biāo)準(zhǔn)c也引入了const，但是在c中const的意思和在c++中有很大不同，在c中const的意思是“一個(gè)不能改變的普通變量”，const常量總是被分配存儲(chǔ)空間而且它的名字是全局符即const使用外部連接。于是在c中：

const int size=100;
char c[size];

得出一個(gè)錯(cuò)誤。但是在c中可以這樣寫(xiě)：

const int size;

因?yàn)閏中的const被默認(rèn)為外部連接，所以這樣做是合理的。
在c語(yǔ)言中使用限定符const不是很有用，如果希望在常數(shù)表達(dá)式里（必須在編譯期間被求值）使用一個(gè)已命名的值，必須使用預(yù)處理器#define。

在c++中可以使指針成為const，這很有用，如果以后想在程序代碼中改變const這種指針的使用，編譯器將給出通知，這樣大大提高了安全性。在用帶有const的指針時(shí)，我們有兩種選擇：const修飾指針指向的對(duì)象，或者const修飾指針自己指向的存儲(chǔ)空間。

如果要使指向的對(duì)象不發(fā)生改變，則需要這樣寫(xiě)：

const int *p;

這里p是一個(gè)指向const int 的指針，它不需要初始化，因?yàn)閜可以指向任何標(biāo)識(shí)符，它自己并不是一個(gè)const，但是它所指的值是不能改變的，同樣的，我們可以這樣寫(xiě)：

int const *p;

這兩種方法是等同的，依據(jù)個(gè)人習(xí)慣以及編碼風(fēng)格不同，程序員自己決定使用哪一種形式。
如果希望使指針成為一個(gè)const必須將const標(biāo)明的部分放在*右邊。

int a=3;
int *const j=&a

編譯器要求給它一個(gè)初始值，這個(gè)值在指針的生命期間內(nèi)不變，也就是說(shuō)指針始終指向a的地址，不過(guò)要改變它地址中的值是可以的：

*j+=4;

也可以是一個(gè)const指針指向一個(gè)const對(duì)象：
const int *j1=&a;
int const *j2=&a;

這樣指針和對(duì)象都不能改變，這兩種形式同樣是等同的。在賦值的的時(shí)候需要注意，我們可以將一個(gè)非const的對(duì)象地址賦給一個(gè)const指針，但是不能將一個(gè)const對(duì)象地址賦給一個(gè)非const指針，因?yàn)檫@樣可能通過(guò)被賦值的指針改變對(duì)象的值，當(dāng)然也可以用類(lèi)型的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換來(lái)進(jìn)行const對(duì)象的賦值，但是這樣做打破了const提供的安全性。

const也被用于限定函數(shù)參數(shù)和函數(shù)的返回值，如果函數(shù)參數(shù)是按值傳遞時(shí)，即表示變量的初值不會(huì)被函數(shù)改變，如果函數(shù)的返回值為const那么對(duì)于內(nèi)部類(lèi)型來(lái)說(shuō)按值返回的是否是一個(gè)cosnt是無(wú)關(guān)緊要的，編譯器不讓它成為一個(gè)左值，因?yàn)樗且粋€(gè)值而不是一個(gè)變量，所以使用const是多余的，例如：
const int f(){return 1;}
void main(){int a=f();}

但是當(dāng)處理用戶(hù)定義類(lèi)型的時(shí)候，按值返回常量就很有意義了，這時(shí)候函數(shù)的返回值不能被直接賦值也不能被修改。僅僅是非const返回值能作為一個(gè)左值使用，但是這往往失去意義，因?yàn)楹瘮?shù)返回值在使用時(shí)通常保存為一個(gè)臨時(shí)量，臨時(shí)量被作為左值使用并修改后，編譯器將臨時(shí)量清除。結(jié)果丟失了所有的修改。
可以用const限定傳遞或返回一個(gè)地址（即一個(gè)指針或一個(gè)引用）：

復(fù)制代碼 代碼如下:

const int * const func(const int *p)
{ static int a=*p;
return &a;
}

參數(shù)內(nèi)的const限定指針p指向的數(shù)據(jù)不能被改變，此后p的值被賦給靜態(tài)變量a,然后將a的地址返回，這里a是一個(gè)靜態(tài)變量，在函數(shù)運(yùn)行結(jié)束后，它的生命期并沒(méi)有結(jié)束，所以可以將它的地址返回。因?yàn)楹瘮?shù)返回一個(gè)const int* 型，所以函數(shù)func的返回值不可以賦給一個(gè)非指向const的指針，但它同時(shí)接受一個(gè)const int * const和一個(gè)const int *指針，這是因?yàn)樵诤瘮?shù)返回時(shí)產(chǎn)生一個(gè)const臨時(shí)指針用以存放a的地址，所以自動(dòng)產(chǎn)生了這種原始變量不能被改變的約定，于是*右邊的const只有當(dāng)作左值使用時(shí)才有意義。

const同樣運(yùn)用于類(lèi)中，但是它的意義又有所不同，我們可以創(chuàng)建const的數(shù)據(jù)成員，const的成員函數(shù)，甚至是const的對(duì)象，但是保持類(lèi)的對(duì)象為const比較復(fù)雜，所以const對(duì)象只能調(diào)用const成員函數(shù)。

const的數(shù)據(jù)成員在類(lèi)的每一個(gè)對(duì)象中分配存儲(chǔ)，并且一旦初始化這個(gè)值在對(duì)象的生命期內(nèi)是一個(gè)常量，因此在類(lèi)中建立一個(gè)const數(shù)據(jù)成員時(shí)，初始化工作必須在構(gòu)造函數(shù)初始化列表中。如果我們希望創(chuàng)建一個(gè)有編譯期間的常量成員，這就需要在該常量成員的前面使用static限定符，這樣所有的對(duì)象都僅有一個(gè)實(shí)例：

復(fù)制代碼 代碼如下:

class X
{
static const int size=50;
int a[size];
public:
X();
};

const對(duì)象只能調(diào)用const成員函數(shù)，一個(gè)普通對(duì)象同樣可以調(diào)用const成員函數(shù)，因此，const成員函數(shù)更具有一般性，但是成員函數(shù)不會(huì)默認(rèn)為const。聲明一個(gè)const成員函數(shù)，需要將const限定符放在函數(shù)名的后面：

void f (void ) const;

當(dāng)我們運(yùn)用const成員函數(shù)時(shí)，遇到需要改變數(shù)據(jù)成員，可以用mutable進(jìn)行特別的指定：

復(fù)制代碼 代碼如下:

class X
{
mutable int i;
public:
X();
void nochange() const;
};

void X::nochange const(){i++;}
const消除了預(yù)處理器的值替代的不良影響，并且提供了良好的類(lèi)型檢查形式和安全性，在可能的地方盡可能的使用const對(duì)我們的編程有很大的幫助。

到此，關(guān)于“C++中const的實(shí)現(xiàn)原理是什么”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)?lái)更多實(shí)用的文章！