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浅谈C++中const与constexpr的区别

目录

  • 一.const常量与#define比较
  • 二.const修饰
    • 1.修饰普通变量，必须初始化
    • 2.修饰类变量和成员变量
    • 3.修饰成员函数
    • 4.修饰指针
    • 5.修饰引用
  • 三.const转换
    • 四.顶层const与底层const
      • 五.C++11新引入的constexpr

        一.const常量与#define比较 define只是简单的替换，没有类型，const可以做到防窜改与类型安全。
        而且#define会在内存中可能(有几次替换就有几次拷贝)有多份拷贝，对于字面值常量加不加const都一样，例如：const char* arr = “123”; ，储存在常量区，只有一份拷贝；对于局部对象，常量存放在栈区，例如：void add(){const char crr[] = “123”; },这里“123”本应储存在栈上，但编译器可能会做某些优化，将其放入常量区；对于全局对象，常量存放在全局/静态存储区；用const会比#define使用更少的空间，效率更高。
        这里有一个小例子：char* brr = "123"; char drr[] = "123"; 前者字符串123存在常量区，不能通过brr去修改"123"的值；后者"123"保存在栈区，可以通过drr去修改。
        现在C++除了一些特定用法，推荐用const,inline,enum等替换宏——来自《Effective C++》条款02

        二.const修饰
        1.修饰普通变量，必须初始化
        const int a = 10; 表示int对象a，是一个常量，不可以改变值，从编译器生成二进制角度看，生成的a存放在.rodata段，也就是只读(readonly)区域。不过并不绝对，有的时间统计优化等级开的高，也不取地址，可能会优化成立即数在.text段中。

        2.修饰类变量和成员变量
        class cAAA{public:cAAA(int a) : m_iV(a){}const int GetValue() const {return m_iV; }void AddValueOneTime(){m_iChangeV++; }private:const int m_iV; public:mutable int m_iChangeV; static const int m_iStaticV; }; static const int m_iStaticV = 1000; const cAAA aa(100); aa.GetValue(); aa.m_iChangeV++;

        • cAAA类成员m_iV是const变量，必须放到初始化列表中进行初始化，不能进行赋值。
        • 对于静态常成员，与普通静态成员类似，推荐放到类外.cpp中初始化。
        • aa只能调用const函数，如aa.GetValue(),不能调用非常成员函数aa.AddValueOneTime()。
        • 对于这种const对象，又想修改成员，可以在成员声明加上mutable，这样const对象aa也可以修改m_iChangeV,这种用法比较少。

        3.修饰成员函数
        • 表示这个函数可以被const对象调用，也可以被普通对象调用，不会改变对象的成员，也就是说更像一种只读不写型的逻辑运算，所以有些人推荐类成员函数，可以都加上const。有一个小技巧，当const和non-const成员函数有着实质等价的实现时，令non-const版本调用const版本可避免代码重复；但反过来不行，const函数内部也必须只能调用const函数—— 《Effective C++》条款03
        • 有一点要注意，编译器强制实施bitwase constness，但编写程序时应该使用conceptual constness，解决编译器的bitwase constness属性就用到了上述的mutable。关于介绍bitwase constness的具体表现可以参考《Effective C++》条款03。

        4.修饰指针
        const char* p1; char const *p2; char* const p3; const char* const p4;

        对于初学者来说这大概是很难理解的一个知识点，怎么区分这四个呢？记住秘诀，直接从右向左读就一招制敌了。
        • p1是一个指针，指向char字符常量，表示p1所指对象内容不可以改，所指地址可以改。
        • p2同p1，写法不同，两者等价。
        • p3是一个常量，且是个指针，指向char字符，表示p3所指对象内容可以改，所指地址不可以改。
        • p4是一个常量，且是个指针，指向char字符常量，表示p4所指对象内容不可以改，且所指地址也不可以改。
        • 相对来说p1,p2是最常用传参或者返回值的手段。

        5.修饰引用
        修饰引用和对象差不多，对象内容不可以改变。作为函数参数传参数，不存在copy开销，这是比较推荐的写法，例如：拷贝构造函数，赋值构造，STL里用于比较的函数或者仿函数，详情请参阅《Effective C++》条款20。bool Less(const cAAA& left, const cAAA& right);
        float dValue = https://www.it610.com/article/1.05f; const int& a = dValue; const int iTemp = dValue; const int& a = iTemp;

        因为常引用不能改变，这种情况下编译器会创建一个临时变量来处理隐式转换，我们实际是对临时变量进行了常引用。

        三.const转换 一般来说，从T*转换到const T*是比较简单的，且编译器支持的隐式转换，也可以显示的用模板处理，例如我们简单写一下RemoveConst模板，最后用using化名一下。但从const T*到T*就麻烦一些，推荐使用const_cast。
        template struct RemoveConst{typedef T Type; }; template struct RemoveConst{typedef T Type; }; template using RCType = typename RemoveConst::Type;


        四.顶层const与底层const
        • 简单来说const修饰的对象本身不能改变就是顶层const，但如果是指针或者引用的对象不能改变，则称为底层const。
        • const int cV = 10; cV是顶层const，本身不能改变
        • char const *p2; p2是底层const，p2本身值可以改变，但所指内容不可以改变
        • char* const p3; p3是顶层const，p3的本身值不可以改变
        • const char* const p4; p4既是顶层const，又是底层const
        • 注：对于上述模板RCType是无法移除p2这种底层const，如果要移除，请用const_cast移除，但这种操作可能引起Crash或者未知风险
        const char* pA = "sss"; char* pB = const_cast(pA); auto pC = RCType(pA); std::cout << "type is the same: " << std::is_same::value << std::endl; std::cout << "pB Type Name: " << typeid(pB).name() << "pc Type Name: " << typeid(pC).name() << std::endl; //pB[0] = 'A'; //error, Segmentation fault


        五.C++11新引入的constexpr 这个关键字表示这是一个常量表达式，是一个编译期就可以确认的值，最常用于模板中，例如模板递归求值。
        它可不只是变量，例如：
        const int iSize1 = sizeof(int); const int iSize2 = GetSize();

        iSize1是个常量，编译期的，但iSize2就不一定，它虽然不能改变，但要到GetSize()执行结束，才能知道具体值，这与常量一般在编译期就知道的思想不符，解决这个问题的方法就是改为：constexpr int iSize2 = GetSize(); 这样要求GetSize()一定要能在编译期就算出值，下面几个例子中GetSizeError()就会编译失败。GetFibo函数，编译期就已经递归计算出值。
        constexpr int GetSize(){return sizeof(int) + sizeof(double); }constexpr int GetSizeError(){return random(); }constexpr int GetCalc(int N){return N <= 1 ? 1 : N * GetCalc(N - 1); }const int iSize1 = sizeof(int); constexpr int iSize2 = GetSize(); //constexpr int iSize3() = GetSizeError(); constexpr int iSize4 = GetCalc(10); std::cout << iSize1 << " " << iSize2 << " " << iSize4 <
        当然我们可以用模板写GetCalc函数：
        template struct TCalc{static constexpr int iValue = https://www.it610.com/article/N * TCalc::iValue; }; template <>struct TCalc<1>{static constexpr int iValue = https://www.it610.com/article/1; }; std::cout << TCalc<10>::iValue << std::endl;

        【浅谈C++中const与constexpr的区别】以上就是浅谈C++中const与constexpr的区别的详细内容，更多关于C++const与constexpr区别的资料请关注脚本之家其它相关文章！

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