Merge pull request #33 from Aurelius84/refine_const
Refine content of assert and const
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Francis
GitHub
commit
eef2a1989c
@ -10,12 +10,17 @@
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## 1.第一个断言案例
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断言，**是宏，而非函数**。assert 宏的原型定义在 <assert.h>（C）、<cassert>（C++）中，其作用是如果它的条件返回错误，则终止程序执行。可以通过定义 NDEBUG 来关闭 assert，但是需要在源代码的开头，include <assert.h> 之前。
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断言，**是宏，而非函数**。
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assert 宏的原型定义在 <assert.h>（C）、<cassert>（C++）中。其作用是如果它的条件返回错误，则终止程序执行。
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可以通过定义 `NDEBUG` 来关闭 assert，**但是需要在源代码的开头，include <assert.h> 之前。**
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```c
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void assert(int expression);
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```
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对应代码：[assert.c](./assert.c)
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> 代码样例：[assert.c](./assert.c)
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```c
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#include <stdio.h>
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#include <assert.h>
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@ -35,22 +40,22 @@ int main()
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return 0;
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}
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```
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输出：
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```c
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assert: assert.c:13: main: Assertion `x==7' failed.
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assert: assert.c:13: main: Assertion 'x==7' failed.
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```
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可以看到输出会把源码文件，行号错误位置，提示出来！
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## 2.断言与正常错误处理
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断言主要用于检查逻辑上不可能的情况。例如，它们可用于检查代码在开始运行之前所期望的状态，或者在运行完成后检查状态。与正常的错误处理不同，断言通常在运行时被禁用。
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+ 断言主要用于检查逻辑上不可能的情况。
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忽略断言：
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>例如，它们可用于检查代码在开始运行之前所期望的状态，或者在运行完成后检查状态。与正常的错误处理不同，断言通常在运行时被禁用。
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在代码开头加上：
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+ 忽略断言，在代码开头加上：
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```c++
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#define NDEBUG // 加上这行，则 assert 不可用
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```
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对应学习的代码：[ignore_assert.c](./ignore_assert.c)
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> 样例代码：[ignore_assert.c](./ignore_assert.c)
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Binary file not shown.
Binary file not shown.
@ -6,12 +6,10 @@
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* @date 2019-07-25
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*/
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# define NDEBUG
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# define NDEBUG // 忽略断言
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#include<assert.h>
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int main(){
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int x=7;
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assert(x==5);
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@ -10,47 +10,45 @@
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## 2.const作用
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（1）可以定义常量
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+ 可以定义常量
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```c++
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```cpp
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const int a=100;
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```
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（2）类型检查
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+ 类型检查
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const常量与#define宏定义常量的区别：~~<u>**const常量具有类型，编译器可以进行安全检查；#define宏定义没有数据类型，只是简单的字符串替换，不能进行安全检查。**</u>~~感谢两位大佬指出这里问题，见：
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+ const常量与`#define`宏定义常量的区别：
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> ~~<u>**const常量具有类型，编译器可以进行安全检查；#define宏定义没有数据类型，只是简单的字符串替换，不能进行安全检查。**</u>~~感谢两位大佬指出这里问题，见：[issue](https://github.com/Light-City/CPlusPlusThings/issues/5)
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> https://github.com/Light-City/CPlusPlusThings/issues/5
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+ const定义的变量只有类型为整数或枚举，且以常量表达式初始化时才能作为常量表达式。
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+ 其他情况下它只是一个 `const` 限定的变量，不要将与常量混淆。
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`const` 定义的变量只有类型为整数或枚举，且以常量表达式初始化时才能作为常量表达式。其他情况下它只是一个 `const` 限定的变量，不要将与常量混淆。
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+ 防止修改，起保护作用，增加程序健壮性
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（3）防止修改，起保护作用，增加程序健壮性
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```c++
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```cpp
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void f(const int i){
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i++; //error!
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}
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```
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（4）可以节省空间，避免不必要的内存分配
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+ 可以节省空间，避免不必要的内存分配
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const定义常量从汇编的角度来看，只是给出了对应的内存地址，而不是像#define一样给出的是立即数，所以，const定义的常量在程序运行过程中只有一份拷贝，而#define定义的常量在内存中有若干个拷贝。
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+ const定义常量从汇编的角度来看，只是给出了对应的内存地址，而不是像`#define`一样给出的是立即数。
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+ const定义的常量在程序运行过程中只有一份拷贝，而`#define`定义的常量在内存中有若干个拷贝。
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## 3.const对象默认为文件局部变量
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<p><font style="color:red">注意：非const变量默认为extern。要使const变量能够在其他文件中访问，必须在文件中显式地指定它为extern。</font></p>
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> 未被const修饰的变量在不同文件的访问
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```c++
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```cpp
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// file1.cpp
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int ext
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// file2.cpp
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#include<iostream>
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/**
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* by 光城
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* compile: g++ -o file file2.cpp file1.cpp
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* execute: ./file
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*/
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extern int ext;
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int main(){
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std::cout<<(ext+10)<<std::endl;
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@ -59,23 +57,18 @@ int main(){
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> const常量在不同文件的访问
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```c++
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```cpp
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//extern_file1.cpp
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extern const int ext=12;
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//extern_file2.cpp
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#include<iostream>
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/**
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* by 光城
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* compile: g++ -o file const_file2.cpp const_file1.cpp
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* execute: ./file
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*/
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extern const int ext;
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int main(){
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std::cout<<ext<<std::endl;
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}
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```
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<p><font style="color:red">小结：可以发现未被const修饰的变量不需要extern显式声明！而const常量需要显式声明extern，并且需要做初始化！因为常量在定义后就不能被修改，所以定义时必须初始化。</font></p>
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> 小结：<br>可以发现未被const修饰的变量不需要extern显式声明！而const常量需要显式声明extern，并且需要做初始化！因为常量在定义后就不能被修改，所以定义时必须初始化。</font></p>
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## 4.定义常量
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@ -86,7 +79,9 @@ const string s = "helloworld";
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const int i,j=0 // error: uninitialized const ‘i’
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```
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上述有两个错误，第一：b为常量，不可更改！第二：i为常量，必须进行初始化！(因为常量在定义后就不能被修改，所以定义时必须初始化。)
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上述有两个错误：
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+ b 为常量，不可更改！
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+ i 为常量，必须进行初始化！(因为常量在定义后就不能被修改，所以定义时必须初始化。)
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## 5.指针与const
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@ -99,13 +94,14 @@ char * const a; //指向类型对象的const指针。或者说常指针、const
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const char * const a; //指向const对象的const指针。
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```
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小结：如果*const*位于`*`的左侧，则const就是用来修饰指针所指向的变量，即指针指向为常量；如果const位于`*`的右侧，*const*就是修饰指针本身，即指针本身是常量。
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> **小结：** <br>
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> 如果*const*位于`*`的左侧，则const就是用来修饰指针所指向的变量，即指针指向为常量；<br>如果const位于`*`的右侧，*const*就是修饰指针本身，即指针本身是常量。
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具体使用如下：
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（1）指向常量的指针
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（1） **指向常量的指针**
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```c++
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```cpp
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const int *ptr;
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*ptr = 10; //error
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```
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@ -140,12 +136,13 @@ int *ptr1 = &val;
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cout<<*ptr<<endl;
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```
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<p><font style="color:red">小结：对于指向常量的指针，不能通过指针来修改对象的值。<br/>也不能使用void`*`指针保存const对象的地址，必须使用const void`*`类型的指针保存const对象的地址。<br/>允许把非const对象的地址赋值给const对象的指针，如果要修改指针所指向的对象值，必须通过其他方式修改，不能直接通过当前指针直接修改。</font></p>
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（2）常指针
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> 小结：<br>1.对于指向常量的指针，不能通过指针来修改对象的值。<br>2.不能使用void`*`指针保存const对象的地址，必须使用const void`*`类型的指针保存const对象的地址。<br>3.允许把非const对象的地址赋值给const对象的指针，如果要修改指针所指向的对象值，必须通过其他方式修改，不能直接通过当前指针直接修改。
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（2） **常指针**
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const指针必须进行初始化，且const指针的值不能修改。
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```c++
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```cpp
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#include<iostream>
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using namespace std;
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int main(){
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@ -162,7 +159,7 @@ int main(){
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最后，当把一个const常量的地址赋值给ptr时候，由于ptr指向的是一个变量，而不是const常量，所以会报错，出现：const int`*` -> int `*`错误！
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```c++
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```cpp
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#include<iostream>
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using namespace std;
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int main(){
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@ -174,11 +171,11 @@ int main(){
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上述若改为 const int `*`ptr或者改为const int `*`const ptr，都可以正常！
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（3）指向常量的常指针
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（3）**指向常量的常指针**
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理解完前两种情况，下面这个情况就比较好理解了：
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```c++
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```cpp
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const int p = 3;
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const int * const ptr = &p;
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```
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@ -191,17 +188,17 @@ ptr是一个const指针，然后指向了一个int 类型的const对象。
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这个跟const修饰普通变量以及指针的含义基本相同：
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（1）const int
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（1）**const int**
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```c++
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```cpp
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const int func1();
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```
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这个本身无意义，因为参数返回本身就是赋值给其他的变量！
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（2）const int*
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（2）**const int***
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```c++
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```cpp
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const int* func2();
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```
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@ -209,7 +206,7 @@ const int* func2();
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（3）int *const
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```c++
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```cpp
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int *const func2();
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```
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@ -219,7 +216,7 @@ int *const func2();
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（1）传递过来的参数及指针本身在函数内不可变，无意义！
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```c++
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```cpp
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void func(const int var); // 传递过来的参数不可变
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void func(int *const var); // 指针本身不可变
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```
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@ -228,60 +225,49 @@ void func(int *const var); // 指针本身不可变
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输入参数采用“值传递”，由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数，该输入参数本来就无需保护，所以不要加const 修饰。
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（2）参数指针所指内容为常量不可变
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（2）**参数指针所指内容为常量不可变**
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```c++
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```cpp
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void StringCopy(char *dst, const char *src);
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```
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其中src 是输入参数，dst 是输出参数。给src加上const修饰后，如果函数体内的语句试图改动src的内容，编译器将指出错误。这就是加了const的作用之一。
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（3）参数为引用，为了增加效率同时防止修改。
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（3）**参数为引用，为了增加效率同时防止修改。**
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```c++
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```cpp
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void func(const A &a)
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```
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对于非内部数据类型的参数而言，象void func(A a) 这样声明的函数注定效率比较低。因为函数体内将产生A 类型
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的临时对象用于复制参数a，而临时对象的构造、复制、析构过程都将消耗时间。
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对于非内部数据类型的参数而言，象void func(A a) 这样声明的函数注定效率比较低。因为函数体内将产生A 类型的临时对象用于复制参数a，而临时对象的构造、复制、析构过程都将消耗时间。
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为了提高效率，可以将函数声明改为void func(A &a)，因为“引用传递”仅借用一下参数的别名而已，不需要产生临
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时对象。
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时对象。但是函数void func(A &a) 存在一个缺点：
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“引用传递”有可能改变参数a，这是我们不期望的。解决这个问题很容易，加const修饰即可，因此函数最终成为
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> 但是函数void func(A &a) 存在一个缺点：<br><br>“引用传递”有可能改变参数a，这是我们不期望的。解决这个问题很容易，加const修饰即可，因此函数最终成为
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void func(const A &a)。
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以此类推，是否应将void func(int x) 改写为void func(const int &x)，以便提高效率？完全没有必要，因为内部数
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据类型的参数不存在构造、析构的过程，而复制也非常快，“值传递”和“引用传递”的效率几乎相当。
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<p><font style="color:red">小结：对于非内部数据类型的输入参数，应该将“值传递”的方式改为“const 引用传递”，目的是提高效率。例如将void func(A a) 改为void func(const A &a)。<br/>对于内部数据类型的输入参数，不要将“值传递”的方式改为“const 引用传递”。否则既达不到提高效率的目的，又降低了函数的可理解性。例如void func(int x) 不应该改为void func(const int &x)。</font></p>
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> 小结：<br>1.对于非内部数据类型的输入参数，应该将“值传递”的方式改为“const 引用传递”，目的是提高效率。例如将void func(A a) 改为void func(const A &a)。<br><br>2.对于内部数据类型的输入参数，不要将“值传递”的方式改为“const 引用传递”。否则既达不到提高效率的目的，又降低了函数的可理解性。例如void func(int x) 不应该改为void func(const int &x)。</font></p>
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以上解决了两个面试问题：
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（1）如果函数需要传入一个指针，是否需要为该指针加上const，把const加在指针不同的位置有什么区别；
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（2）如果写的函数需要传入的参数是一个复杂类型的实例，传入值参数或者引用参数有什么区别，什么时候需要为传入的引用参数加上const。
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+ 如果函数需要传入一个指针，是否需要为该指针加上const，把const加在指针不同的位置有什么区别；
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+ 如果写的函数需要传入的参数是一个复杂类型的实例，传入值参数或者引用参数有什么区别，什么时候需要为传入的引用参数加上const。
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## 7.类中使用const
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在一个类中，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
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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。使用const关
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字进行说明的成员函数，称为常成员函数。只有常成员函数才有资格操作常量或常对象，没有使用const关键字
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明的成员函数不能用来操作常对象。
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在一个类中，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 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。
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使用const关键字进行说明的成员函数，称为常成员函数。只有常成员函数才有资格操作常量或常对象，没有使用const关键字进行说明的成员函数不能用来操作常对象。
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对于类中的const成员变量必须通过初始化列表进行初始化，如下所示：
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```c++
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class Apple
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{
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```cpp
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class Apple{
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private:
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int people[100];
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public:
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@ -299,7 +285,7 @@ const对象只能访问const成员函数,而非const对象可以访问任意的
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例如：
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```c++
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```cpp
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//apple.cpp
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class Apple
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{
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@ -347,8 +333,11 @@ int main(){
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b.add(100);
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return 0;
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}
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//编译： g++ -o main main.cpp apple.cpp
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//结果
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```
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> 编译： g++ -o main main.cpp apple.cpp<br>
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结果：
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```
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take func 1
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2
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take func 10
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@ -365,21 +354,21 @@ take func 100
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第一：将常量定义与static结合，也就是：
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```c++
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```cpp
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static const int apple_number
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```
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第二：在外面初始化：
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```c++
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```cpp
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||||
const int Apple::apple_number=10;
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```
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当然，如果你使用c++11进行编译，直接可以在定义出初始化，可以直接写成：
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```c++
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```cpp
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||||
static const int apple_number=10;
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||||
或者
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// 或者
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const int apple_number=10;
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```
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@ -393,13 +382,13 @@ const int apple_number=10;
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在类中声明：
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```c++
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```cpp
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||||
static int ap;
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```
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在类实现文件中使用：
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```c++
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```cpp
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||||
int Apple::ap=666
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```
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