C++关于const与引用的分析讲解

来源：脚本之家时间：2022-04-20 17:03:42

一、关于 const 的疑问

const 什么时候为只读变量？什么时候是常量？

const 常量的判别准则

只有用字面量初始化的 const 常量才会进入符号表使用其他变量初始化的 const 常量仍然是只读变量被 volatile 修饰的 const 常量不会进入符号表

注：在编译期间不能直接确定初始值的 const 标识符，都被作为只读变量处理。

const 引用的类型与初始化变量的类型如果相同，则初始化变量成为只读变量；如果不同，则生成一个新的只读变量。

下面看一段 const 典型问题分析的代码：

#include 
 
int main()
{
    const int x = 1;
    const int& rx = x;
    int& nrx = const_cast(rx);
    nrx = 5;
    printf("x = %d\n", x);
    printf("rx = %d\n", rx);
    printf("nrx = %d\n", nrx);
    printf("&x = %p\n", &x);
    printf("&rx = %p\n", &rx);
    printf("&nrx = %p\n", &nrx);
    volatile const int y = 2;
    int* p = const_cast(&y);
    *p = 6;
    printf("y = %d\n", y);
    printf("p = %p\n", p);
    const int z = y;
    p = const_cast(&z);
    *p = 7;
    printf("z = %d\n", z);
    printf("p = %p\n", p);
    char c = "c";
    char& rc = c;
    const int& trc = c;
    rc = "a";
    printf("c = %c\n", c);
    printf("rc = %c\n", rc);
    printf("trc = %c\n", trc);
    return 0;
}

下面为输出结果：

第一个需要注意的地方就是使用字面量初始化的 const 常量才会进入符号表，所以打印出的x的值为1，而不是5。rx 代表的是 C++ 编译器为 x 常量分配但是没有使用的空间，为只读变量。const_cast 消除了只读变量的只读属性，所以得到的 nrx 为一个普通变量，且 nrx 也代表一个内存空间，这段内存空间与 rx 代表的内存空间为同一段。所以运行后 x，rx以及 nrx 所代表的的地址都是一样。

第二个需要注意的地方就是被 volatile 修饰的 const 常量不会进入符号表，所以修饰的常量为只读变量。const_cast 消除了 y 地址的只读属性，所以可以用一个普通指针 p 指向 y 的地址，所以改变 p 指针里面的内容，y 的值也会改变。

第三个需要注意的地方就是使用其他变量初始化的 const 常量仍然是只读变量。所以令 const int z = y 后，依然可以使用指针改变 z 的值。

第四个需要注意的地方就是const 引用的类型与初始化变量的类型如果相同，则初始化变量成为只读变量；如果不同，则生成一个新的只读变量。所以 trc 的值和上面的 c 和 rc不一样。

二、关于引用的疑问

引用与指针有什么关系？如何理解“引用的本质就是指针常量”？

指针是一个变量

值为一个内存地址，不需要初始化，可以保存不同的地址通过指针可以访问对应内存地址中的值指针可以被 const 修饰成为常量或者只读变量

引用只是一个变量的新名字

对引用的操作（赋值，取地址等）都会传递到代表的变量上const 引用使其代表的变量具有只读属性引用必须在定义时初始化，之后无法代表其它变量

从使用 C++ 语言的角度来看

引用与指针没有任何的关系引用是变量的新名字，操作引用就是操作对应的变量

从 C++ 编译器的角度来看

为了支持新概念“引用”必须要一个有效的解决方案在编译器内部，使用指针常量来实现“引用”因此“引用”在定义时必须初始化

在工程项目开发中

当进行 C++ 编程时，直接站在使用的角度看待引用，与指针毫无关系，引用就是变量的别名当对 C++ 代码进行调试分析时，一些特殊情况，可以考虑站在C+＋编译器的角度看待引用

下面看一段引用典型问题分析：

#include 
 
int a = 1;
struct SV
{
    int& x;
    int& y;
    int& z;
};
int main()
{
    int b = 2;
    int* pc = new int(3);
    SV sv = {a, b, *pc};
    //int& array[] = {a, b, *pc}; // &array[1] - &array[0] = ?  Expected ==> 4
    printf("&sv.x = %p\n", &sv.x);
    printf("&sv.y = %p\n", &sv.y);
    printf("&sv.z = %p\n", &sv.z);
    delete pc;
    return 0;
}

下面为输出结果：

在C语言和 C++ 中数组的地址都是递增的，而在该代码中可以看到第1个元素的地址减去第二个元素的地址不为4，所以说明C++中不支持引用数组。