const与#define的区别

1、const

（1）为什么需要const成员函数？

        C中常用：“ #define 变量名 变量值”定义一个值替代,然而却有个致命缺点：缺乏类型检测机制，这样预处理在C++中成为可能引发错误的隐患，于是引入const。

        我们定义的类的成员函数中，常常有一些成员函数不改变类的数据成员，也就是说，这些函数是"只读"函数，而有一些函数要修改类数据成员的值。如果把不改变数据成员的函数都加上const关键字进行标识，显然，可提高程序的可读性。其实，它还能提高程序的可靠性，已定义成const的成员函数，一旦企图修改数据成员的值，则编译器按错误处理。

（2）const成员函数和const对象

　　实际上，const成员函数还有另外一项作用，即常量对象相关。对于内置的数据类型，我们可以定义它们的常量，用户自定义的类也一样，可以定义它们的常量对象。例如，定义一个整型常量的方法为：

　　const int i=1 ；

　　同样，也可以定义常量对象，假定有一个类classA，定义该类的常量对象的方法为：

　　const classA a(2)；

　　这里，a是类classA的一个const对象，"2"传给它的构造函数参数。const对象的数据成员在对象寿命期内不能改变。

        但是，如何保证该类的数据成员不被改变呢？

　　为了确保const对象的数据成员不会被改变，在C++中，const对象只能调用const成员函数。如果一个成员函数实际上没有对数据成员作任何形式的修改，但是它没有被const关键字限定的，也不能被常量对象调用。下面通过一个例子来说明这个问题：

　　class C
　　{
　　int X;
　　public:
　　int GetX()
　　{
　　return X;
　　}
　　void SetX(int X)
　　{
　　this->X = X;
　　}
　　};
　　void main()
　　{
　　const C constC;
　　cout<
　　}

　　如果我们编译上面的程序代码，编译器会出现错误提示：constC是个常量对象，它只能调用const成员函数。虽然GetX( )函数实际上并没有改变数据成员X，由于没有const关键字限定，所以仍旧不能被constC对象调用。如果我们将上述代码中：

　　int GetX()

　　改写成：

　　int GetX()const

　　再重新编译，就没有问题了。

　　const成员函数的使用

　　const成员函数表示该成员函数只能读类数据成员，而不能修改类成员数据。定义const成员函数时，把const关键字放在函数的参数表和函数体之间。有人可能会问：为什么不将const放在函数声明前呢？因为这样做意味着函数的返回值是常量，意义完全不同。下面是定义const成员函数的一个实例：

　　class X
　　{
　　int i;
　　public:
　　int f() const;
　　};

　　关键字const必须用同样的方式重复出现在函数实现里，否则编译器会把它看成一个不同的函数：

　　int X::f() const
　　{
　　return i;
　　}

　　如果f( )试图用任何方式改变i或调用另一个非const成员函数，编译器将给出错误信息。任何不修改成员数据的函数都应该声明为const函数，这样有助于提高程序的可读性和可靠性。

（3）const使用

a、用于指针的两种情况：const是一个左结合的类型修饰符。

　　int const *A; //A可变,*A不可变
　　int *const A; //A不可变,*A可变

b、限定函数的传递值参数。

　　void function(const int Var); //传递过来的参数在函数内不可以改变.

c、限定函数返回值型。

　　const int function(); //此时const无意义
　　const myclassname function(); //函数返回自定义类型myclassname.

d、限定函数类型。

　　void function()const; //常成员函数, Const成员函数不能改变对象的成员函数。

　　例如：

　　int Point::GetY()
　　{
　　return yVal;
　　}

　　这个函数被调用时，不改变Point对象，而下面的函数改变Point对象：

　　void Point:: SetPt (int x, int y)
　　{
　　xVal=x;
　　yVal=y;
　　}

　　为了使成员函数的意义更加清楚，我们可在不改变对象的成员函数的函数原型中加上const说明：

　class Point
　　{
　　public:
　　int GetX() const;
　　int GetY() const;
　　void SetPt (int, int);
　　void OffsetPt (int, int);
　　private:
　　int xVal, yVal;
　　};

　

　　const成员函数应该在函数原型说明和函数定义中都增加const限定：

　　int Point::GetY() const
　　{
　　return yVal;
　　}
　　class Set {
　　public:
　　Set (void){ card = 0; }
　　bool Member(const int) const;
　　void AddElem(const int);
　　//...
　　};
　　bool Set::Member (const int elem) const
　　{
　　//...
　　}

　　非常量成员函数不能被常量成员对象调用，因为它可能企图修改常量的数据成员：

　　const Set s;
　　s.AddElem(10); // 非法: AddElem不是常量成员函数
　　s.Member(10); // 正确

        但构造函数和析构函数对这个规则例外，它们从不定义为常量成员，但可被常量对象调用（被自动调用）。它们也能给常量的数据成员赋值，除非数据成员本身是常量。

（4）const与指针和引用

a、const与指针

　　先来看看下面的几种定义：

　　int me；
　　const int * p1=&me；//p1可变，*p1不可变，但是不能用*p1来修改，p1可以转向
　　int * const p2=&me；//p2不可变，*p2可变，此时允许*p2来修改其值，但是p2不能转向。
　　const int *const p3=&me；//p3不可变，*p3也不可变，此时既不能用*p3来修改其值，也不能转向
　　第一个const的意思是对p1来讲它指向的就是const常量，虽然me不是，但是对p1来说就是。

b、指针和引用的的区别很简单，就是引用更简洁，更安全。因为引用声明是必须初始化。 引用更接近const指针，一旦与某个变量关联，就将一直效忠于他。

c、const指针可以接受const和非const地址，但是非const指针只能接受非const地址。所以const指针的能力更强一些，所以尽量多用const指针，这是一种习惯。

2、区别

（1）编译器处理方式不同

　　define宏是在预处理阶段展开。

　　const常量是编译运行阶段使用。

（2）类型和安全检查不同

　　define宏常量没有数据类型，不做任何类型安全检查，仅仅是展开，在字符替换可能会产生意料不到的错误（边际效应）。

　　const常量有具体的数据类型，在编译阶段会执行类型检查。

（3）存储方式不同

　　define宏仅仅是展开，有多少地方使用，就展开多少次，不会分配内存。

　　const常量会在内存中分配(可以是堆中也可以是栈中)。

（4）const  可以节省空间，避免不必要的内存分配

例如：  

        #define PI 3.14159 //常量宏  
        const doulbe Pi=3.14159; //此时并未将Pi放入ROM中 ......  
        double i=Pi; //此时为Pi分配内存，以后不再分配！  
        double I=PI; //编译期间进行宏替换，分配内存  
        double j=Pi; //没有内存分配  
        double J=PI; //再进行宏替换，又一次分配内存！

 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，而不是象#define一样给出的是立即数，因为const变量是存放在内存的静态区域中，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。 

（5）提高了效率 

编译器通常不为普通const常量分配存储空间，而是将它们保存在符号表中，这使得它成为一个编译期间的常量，没有了存储与读内存的操作，使得它的效率也很高。

3、使用规则

（1）const使用规则

在C++ 程序中只使用const常量而不使用宏常量，即const常量完全取代宏常量。

（2）常量定义规则

规则一：需要对外公开的常量放在头文件中，不需要对外公开的常量放在定义文件的头部。为便于管理，可以把不同模块的常量集中存放在一个公共的头文件中。

规则二：如果某一常量与其它常量密切相关，应在定义中包含这种关系，而不应给出一些孤立的值。

例如：

const  float   RADIUS = 100;
const  float   DIAMETER = RADIUS * 2;

（3）类中的常量

        有时我们希望某些常量只在类中有效。由于#define定义的宏常量是全局的，不能达到目的，于是想当然地觉得应该用const修饰数据成员来实现。

         const数据成员的确是存在的，但其含义却不是我们所期望的。const数据成员只在某个对象生存期内是常量，而对于整个类而言却是可变的，因为类可以创建多个对象，不同的对象其const数据成员的值可以不同。

        不能在类声明中初始化const数据成员。以下用法是错误的，因为类的对象未被创建时，编译器不知道SIZE的值是什么。

  class A
    {…
        const int SIZE = 100; // 错误，企图在类声明中初始化const数据成员
        int array[SIZE];       // 错误，未知的SIZE
    };

        const数据成员的初始化只能在类构造函数的初始化表中进行，例如

class A
    {…
        A(int size);       // 构造函数
        const int SIZE ;  
    };
    A::A(int size) : SIZE(size) // 构造函数的初始化表
    {
      …
    }
    A  a(100);  // 对象 a 的SIZE值为100
    A  b(200);  // 对象 b 的SIZE值为200

        怎样才能建立在整个类中都恒定的常量呢？别指望const数据成员了，应该用类中的枚举常量来实现。例如：

 class A
    {…
        enum { SIZE1 = 100, SIZE2 = 200}; // 枚举常量，sizeof（EM） = 4
        int array1[SIZE1];
        int array2[SIZE2];
    };

        枚举常量不会占用对象的存储空间，它们在编译时被全部求值。枚举常量的缺点是：它的隐含数据类型是整数，其最大值有限，且不能表示浮点数（如PI=3.14159）。sizeof(A) = 1200;其中枚举部长空间。

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