【03】尽可能使用const

1、为什么搞出const关键字？

　　const指定一个语义约束，指定一个对象不可修改。如果一个对象不可修改，就应该说出来。

2、const与指针

　　const可以修饰指向之物，也可以修改指针本身。STL中的迭代器是对指针的封装，因此，迭代器也有两个概念：指向常量对象的迭代器和常量迭代器。

　　vector<int>::const_iterator; //指向常量的迭代器

　　const vector<int>::iterator; // 常量迭代器

3、const可以与方法产生关联，可以用在方法前，方法中（形参表中），方法后。首先考虑，用在方法前，表示返回值是常量。为什么要返回const对象呢？

　　我们知道，方法返回值是一个临时对象，只有类型，没有名称，这个临时对象是方法内局部对象的副本。如果返回不是一个常量，客户端就能实现下面的暴行：

　　Rational a,b,c;

　　(a*b)=c; //对方法返回值进行赋值。

　　对于内置类型，这样的赋值行为是错误的。对于自定义类型，也应该报错。有一个准则要遵守：自定义类型应该和内置类型在行为上保持一致，除非有特殊情况。因此，为了避免客户端对方法返回值进行赋值，请返回一个const对象。

4、const在方法中，也就是出现在形参表中，这种情况很好理解，表示形参不可修改。需要注意的是：形参表不同，可以构成过载。如果形参表相同，只是常量性不同，能否构成过载？能不能构成过载的关键是：编译器能不能根据实参确定调用哪个方法，也就是过载方法的匹配程度不一样。

　　如果形参是引用或者指针，可以构成过载，这种情况下，形参是实参的别名，根据实参的常量性，可以确定调用哪个方法。

　　如果形参不是引用或者指针，不能构成过载，这种情况下，形参是实参的副本，与实参没有了关系，他们和实参的匹配程度是一样的。

5、const在方法后，表示常量方法，应该尽量使用常量方法。有两个好处：a、接口容易理解，明确表示不会修改对象内容；b、使得const对象可以调用。

　　考虑，我们知道non-const对象可以调用const成员方法，但是，const对象不能调用non-const成员方法，因为non-const成员方法可能会修改对象。为了让const对象调用non-const成员方法，有两种办法：一是使用const_cast<T&>或者const_cast<T*>去除对象的常量性，二是如果不修改对象，使用const成员方法，显然第二种办法更好。

6、根据成员方法的常量性，可以过载。为什么？我们知道成员方法有个隐式的常量this指针（不能指向其他对象），const成员方法限制了this指针指向const。因此，编译器可以根据方法拥有者的常量性，决定哪个方法更匹配。

7、如果返回对象的内部数据，const成员方法应该返回const引用，防止外部修改，non-const成员方法应该返回non-const引用。这里特别注意一点，内置类型的临时对象是不可修改的（exception的临时对象是可以修改的），也就是说，内置类型的临时对象不能赋值给non-const引用，考虑一下为什么？

　　方法返回对象的内部数据，返回值不是引用，而是内部数据的副本。第一个理由上面讲了，防止客户端对返回值赋值，第二个理由是，如果返回值不是const，就可以赋值给non-const引用，程序员用这个引用期望修改对象内部数据，是办不到的，这个时候修改的是临时对象，这往往不是程序员所期望的。

8、返回对象的内部数据，const成员方法为什么返回const引用？

　　我们知道，const成员方法的语义是说，不修改对象。但是由于暴露了内部数据，自己承诺不修改，但是由于自己的原因，暴露了内部数据，导致外部可以间接修改对象（我不杀伯仁，奈何伯仁因我而死）。为了避免这种情况，返回const引用，限制外部也不能修改。

9、在有些极端情况下，const成员方法也要修改对象的一部分内部数据，但是我又不想把它设计成non-const成员方法，因为non-const成员方法可以修改对象内的任意数据。这种情况下，可以使用mutable修饰字段，明确表示这些字段可以在const成员方法中修改。

10、对于过载的const成员方法和non-const成员方法，做的事情一样，只不过一个返回const引用，一个返回non-const引用，如何避免代码重复呢？

　　就是让一个方法调用另一个方法，让non-const成员方法调用const成员方法，这里要做两个强制转化，首先使用static_static<const T *>，把常量this指针转化为指向常量对象的常量this指针，然后使用const_cast<T&>，去除返回值的常量性。

　　注意：不能反向调用，也就是说，不能使用const成员方法调用non-const成员方法，因为后者可能修改对象内容。