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2018-05-29 22:13:18
一 问题
有时候我们在阅读一些源码时，发现有些类的成员函数的形参列表后面有个const，但是使用的时候感觉跟那些没有const的成员函数没有啥区别，举个简单栗子如下，
#include <iostream> using namespace std; class TestClass { public: TestClass() : val(100) {} virtual ~TestClass() {} int getVal_v1() { return val; } int getVal_v2() const { return val; } private: int val; }; int main() { TestClass tc; int a = tc.getVal_v1(); int b = tc.getVal_v2(); cout << "getVal_v1: " << a << endl; cout << "getVal_v2: " << b << endl; return 0; }编译运行都ok，输出如下，
有点懵，那这个const有什么作用呢？要回答这个问题，需要先回顾一下类的this指针。
二 回顾this指针
继续分析上一节的程序，当我们实例化类TestClass生成了对象tc，然后调用成员函数getVal_v1()，就可以拿到tc的private变量val，看上去一气呵成，但是这里需要思考一个问题：getVal_v1()是怎么拿到val的呢？
这就是靠this指针来完成的，成员函数通过this这个额外的隐式参数来访问调用它的对象。当我们调用成员函数时，会用对象的地址来初始化this指针（对象就是调用成员函数的对象）。这样我们在成员函数里就可以拿到对象的私有变量了。
getVal_v1()函数也可以写成如下形式，（一般为了方便会省去this）int getVal_v1() { return this->val; }this形参是隐式定义的，不会显式地出现在成员函数形参列表里，但实际是存在的，所以任何自定义为this的参数或变量都是非法的。
因为this指针总是指向这个对象，所以this是一个常量指针，不允许修改this的值。this指针的默认初始化过程等价如下，
TestClass *const this = &tc;ps：常量指针和指针常量是不同意思，常量指针是说指针的值是const的，指针常量是说指针指向的变量的值是const的，还有常指针常量，看字面就知道是把常量指针和指针常量合在一起，不但指针本身是const的，而且指针指向的变量也是const的。OMG！！！
三 成员函数后的const
下面就把目光转向本文开始讨论的问题：成员函数形参列表后的const有什么作用？
成员函数形参列表后带const，这样的成员函数叫做类的const成员函数，也叫常量成员函数。这个const作用是用来修改隐式this指针的类型，把它变成常指针常量（请阅读上一节的ps部分，如果还看不懂，就请查阅《C++ primer 5th》2.4.2节）。
为何要转变？这里以上一节的代码为例，默认情况下，this指针是常量指针，但是如果tc是个常量对象，那么this的默认初始化就是非法的，C++规定只能使用指向常量的指针来存放常量对象的地址。这里修改下第二节的代码，如下，
#include <iostream> using namespace std; class TestClass { public: TestClass() : val(100) {} virtual ~TestClass() {} int getVal_v1() { return val; } int getVal_v2() const { return val; } private: int val; }; int main() { const TestClass tc; int a = tc.getVal_v1(); int b = tc.getVal_v2(); cout << "getVal_v1: " << a << endl; cout << "getVal_v2: " << b << endl; return 0; }这里把tc声明为常量对象，此时再编译就出错了。
这里有2个解决办法：- 在成员函数getVal_v1()的形参列表后加上const，编译就ok了，也可以正常运行；
- 不加const，然后在main函数里注释掉getVal_v1()的相关语句，程序也可以正常编译运行，如下，（可以看出常量对象只能调用常量成员函数）
int main() { const TestClass tc; // int a = tc.getVal_v1(); int b = tc.getVal_v2(); // cout << "getVal_v1: " << a << endl; cout << "getVal_v2: " << b << endl; return 0; }讲到这里，就弄明白这个const的作用了，就是把this指针由默认的常量指针变成常指针常量。有了const后，this指针的初始化过程就等价如下，
const TestClass *const this = &tc;
因为此时this是指向常量的，所以常量成员函数不能改变调用它的对象的内容，也就是不能修改对象的私有变量值。另外，非常量对象可以调用常量成员函数，但也是无法修改对象的内容的。
四 结语
经过上述三节，就搞明白成员函数形参列表后const的作用了，简单概述下，就是把this指针由默认的常量指针变成常指针常量，然后常量对象就可以调用这些常量成员函数了。
这里再贴一个《C++ primer 5th》中关于常量成员函数的note：
常量对象，以及常量对象的引用或指针都只能调用常量成员函数。本文主要参考《C++ primer 5th》关于常量成员函数的讲述，也算是总结一下自己的理解。
如果有写的不对的地方，希望能留言指正，谢谢阅读。
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这里我们先讲解形参是变量的知识，后续再讲解形参是函数指针的知识。
根据函数的定义格式如下：
返回数据类型 函数名(形参列表)
{
函数体
}
那么，形参列表是变量的时候，就是如同定义变量一样，如下：
返回数据类型 函数名(数据类型名 变量名)
如果要定义多个参数变量，定义格式如下：
返回数据类型 函数名(数据类型名 变量名1, 数据类型名 变量名2, … 数据类型名 变量名N)
可以看到，形参列表就是定义多个变量的列表，定义情况有：
(1) 如果不定义形参列表，函数形参可以使用void关键字修饰；
(2) 如果只定义1个变量，可以如同定义变量一样，末尾不需要用引号“;”结束；
(3) 如果定义多个变量，在定义不同变量之间是有逗号“,”分隔开；
注意：虽然可以在形参列表中定义多个参数，但是，在编写程序的时候，要考虑函数模块之间的“耦合性”和“扩展性”。不要传递太多的参数。如果项目需求改动，需要修改某个参数，就会导致函数接口的改动，函数接口的改动对程序的改动很大，这种操作应该极力避免。
当学习到结构体之后，我们可以把多个参数封装到一个结构体中，函数的参数只需要传递一个结构体变量就OK了。那么，当有数据需要改动，只需要修改结构体的定义和数据，函数的接口不需要修改，那么，函数模块之间的耦合性就降低，提高程序函数模块之间的扩展性。这就是函数模块扩展性好的一个表现形式，也是定义函数时需要思考的注意点。
举例说明形参列表的定义如下：
void func1(int a); //表示func1函数接收一个int类型的参数
void func2(int a, int b, int c)//表示func2函数接收3个int类型的参数
那么，调用函数的时候，有：
(1) func1(8); 此时，调用func1函数，在参数中填入8这个数值，那么，就把8这个数值传递给形参变量a。等价于：
int a = 8;
所以，就是把8整数值赋给形参变量a；
(2) func2(6, 7, 8); 此时，调用func2函数，在参数列表中填入6, 7, 8这个数值，那么，就会按顺序把数值6赋给形参变量a，把数值7赋给形参变量b，把数值8赋给形参变量c。等价于：
int a = 6;
int b = 7;
int c = 8;
所以，就是按顺序，把调用func2函数时的参数，设置到形参变量。
那么，下面编写程序测试，看看怎么样使用定义函数的“形参列表”，测试代码如下：
程序运行结果如下：
可以看到，调用func1(10); 的时候，把实参10这个数值，传递给func1()函数的形参变量a；所以，在func1()函数中输出形参变量a的值，就是10这个数值。
同理，func2(6, 7, 8); 函数的调用，是把实参6, 7, 8分别赋给func2()函数的形参变量 a, b, c。等效于：
int a = 6;
int b = 7;
int c = 8;
所以，func2()函数的形成变量a, b, c分别得到6, 7, 8这些数值。
韦凯峰 Linux C/C++ 程序设计教程，Linux 系统编程，Openwrt 系统开发，微信:13926572996,QQ:1523520001,博客:www.mylinux.vip
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但是赋值的话，我们不是可以在构造函数内部对变量 “初始化” 吗，我们甚至还能在声明的时候赋值。下面就需要了解一下，形参列表赋值，和其他方式的赋值有什么区别
1、形参列表、构造函数体内、变量声明时 赋值的区别
(1) 形参列表
形参列表就算不写，编译器也会自动生成一份；有些变量尽管没有在形参列表初始化，编译的时候依然会自动补上
值得注意的是，形参列表只能初始化一次，也就是只能赋值一次
但是下面三种情况或者类型，必须要进行初始化，而且只能在形参列表初始化
(1) 没有默认构造函数的自定义类
(2) 引用
(3) const修饰
(2) 构造函数体内
构造函数体准确说，变量并不是被初始化了，而是被再次赋值了
在进入函数体之前，会先经过形参列表，这里虽然没写，但是编译器会自动生成一份
等到进入函数体内部，只不过是把原本的值给覆盖了
(3) 变量声明
下面这种写法乍一看是在给numbers赋初值，这种说法并不严谨，其实这是C++11引入的新特性，这是在给numbers赋缺省值
2、必须放初始化列表进行初始化的三种情况
(1) 没有默认构造函数的自定义类
上面提到，形参列表即便不写，编译器也会自动生成(如下)，但是这个时候会调用默认构造函数
Animal():cat()如果这个时候没有默认构造函数，那就必须通过形参来初始化了
Animal(Cat cat):_cat(cat)这个时候就会调用有参构造函数
(2) 引用
引用相当于给一个变量起别名，既然是起别名，那就必须要知道是给谁起别名，这就要求引用在初始化的时候绑定一个变量
但是为什么只能放形参列表呢？？
因为一旦进入到函数体内部，那就是赋值了，而不是初始化
(3) const修饰的成员变量
和引用类似，const修饰的变量必须在声明的时候就绑定一个变量或者常量
进入到构造函数的函数体内，实际是赋值，相当于要改变 变量的值
所以只能放在形参列表初始化
二、explicit关键字
假设我们要通过有参构造函数来初始化一个对象，我们多数会通过下面这种方式来实现
对象能否通过等号'='来初始化，答案是可以的！
尽管如此，这种实现方式的可读性较差，我们不希望自己定义的类支持这种写法，所以我们可以在构造函数的前面加上 explicit关键字
三、static成员
static修饰的成员变量，称为静态成员变量；static修饰的成员函数，称为静态成员函数
1、静态成员的特性
(1) static修饰的成员变量在 全局变量区，不属于任何实例，所以static修饰的成员变量必须在类外被初始化，而且不带static
(2) 类静态成员可以使用 类名::静态成员 或者 对象.静态成员 来访问
2、静态成员函数的特性
静态成员没有隐藏的 this指针，无法访问任何非静态成员
在java中的一种解释是，static修饰的成员函数在类被创建的时候就已经存在了，而无static修饰的成员函数只有在被调用的时候才会存在
——》 已经存在的无法调用不存在的，所以静态成员函数 无法调用 非静态成员函数；
——》当无static修饰的成员函数被创建出来的时候，static修饰的成员函数早就存在了，
所以非静态成员函数 可以调用 静态成员函数
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