c++ const关键字的用法_c++ const修饰符使用场景全解【最佳实践】

const是C++中编译期契约，用于声明不可修改性以启用优化、保障类型安全、支撑const正确性；它约束访问路径而非绝对内存不可变，需区分顶层/底层const、合理使用const成员函数、mutable、const引用传参及constexpr协同。

const 在 C++ 中不是“只读变量”那么简单，它本质是编译期契约：告诉编译器“这个值/对象/接口不可被修改”，从而启用优化、增强类型安全、防止意外赋值，并支撑 const 正确性（const-correctness）这一核心设计原则。

const 修饰变量：最基础但易错的用法

声明时必须初始化；之后不可通过该标识符修改值。注意：它不保证内存绝对不可变（比如 const int* 指向的值仍可能被其他非 const 指针改），只约束当前绑定的访问路径。

• 推荐写法：const int x = 42; 或更符合 C++ 风格的 int const x = 42;（两者等价，后者强调“int 是 const 的”）
• 避免裸指针陷阱：const int* p; 表示“p 指向的 int 不可改”（底层 const）；int* const p = &x; 表示“p 本身不可改，但指向的值可改”（顶层 const）；const int* const p = &x; 二者都不可改
• 数组与 const：const int arr[5] = {1,2,3,4,5}; 整个数组内容不可通过 arr 修改；但若用指针间接访问且原内存非 const，则仍可能绕过（不推荐）

const 成员函数：类接口的“只读承诺”

加在成员函数声明末尾（如 int get() const;），表示该函数不会修改 this 所指对象的任何非 mutable 成员。这是实现 const 对象调用、提升接口可读性和安全性的关键。

• 编译器强制检查：const 成员函数内不能调用非 const 成员函数，也不能修改非 mutable 数据成员
• mutable 是例外：用于标记“逻辑上不改变对象状态”的可变成员（如缓存、计数器），允许在 const 函数中修改：mutable int cache_hit_count;
• 重载依据：const 和非 const 版本可构成重载，编译器按调用对象是否为 const 自动选择：const T& operator[] (size_t i) const; vs T& operator[] (size_t i);

const 引用与 const 指针参数：高效且安全的函数入参

传递大对象（如 string、vector、自定义类）时，优先使用 const T& 而非 T 或 T&，兼顾效率（避免拷贝）和安全性（防止误改）。

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• 通用建议：void process(const std::string& s); —— 接收任意字符串（字面量、临时对象、const/non-const 变量），且不修改它
• 禁止隐式转换陷阱：非常量引用不能绑定到临时对象，但 const 引用可以：func(const std::string& s) 可接受 func("hello")；而 func(std::string& s) 不行
• 返回 const 引用需谨慎：仅当返回的是生命周期长于函数作用域的对象（如类成员、静态变量、容器元素）才安全；避免返回局部变量的 const 引用

constexpr 与 const 的协同：从运行时约束走向编译时计算

C++11 起，const 是 constexpr 的必要不充分条件。constexpr 更进一步，要求表达式在编译期可求值，适用于数组大小、模板参数、static_assert 等场景。

• 基本规则：constexpr int square(int x) { return x * x; } 要求所有实参也必须是常量表达式才能触发编译期计算
• const 不等于 constexpr：const int x = rand(); 合法（运行时初始化），但不能用于需要常量表达式的地方；constexpr int y = 42; 既是 const，也是编译期常量
• 类中的 constexpr 构造函数：可用于创建字面量类型（literal type）对象，支持在编译期构造，如 constexpr Point p{1, 2};

基本上就这些。const 不复杂，但容易忽略细节——尤其在指针/引用层次、成员函数设计和参数传递策略上。真正掌握它，不是为了写满 const，而是让 const 成为你代码意图的自然表达。

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