Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Сложное объявление указателя или ссылки может быть проще понять, если читать его справа налево.

Упражнение 2.25. Определите типы и значения каждой из следующих переменных:

(a) int* ip, &r = ip; (b) int i, *ip = 0; (c) int* ip, ip2;

Иногда необходимо определить переменную, значение которой, как известно, не может быть изменено. Например, можно было бы использовать переменную, хранящую размер буфера. Использование переменной облегчит изменение размера буфера, если мы решим, что исходный размер нас не устраивает. С другой стороны, желательно предотвратить непреднамеренное изменение в коде значения этой переменной. Значение этой переменной можно сделать неизменным, используя в ее определении спецификатор const(qualifier const):

const int bufSize = 512; // размер буфера ввода

Это определит переменную bufSizeкак константу. Любая попытка присвоить ей значение будет ошибкой:

bufSize = 512; // ошибка: попытка записи в константный объект

Поскольку нельзя изменить значение константного объекта после создания, его следует инициализировать. Как обычно, инициализатор может быть выражением любой сложности:

const int i = get_size(); // ok: инициализация во время выполнения

const int j = 42; // ok: инициализация во время компиляции

const int k; // ошибка: k - неинициализированная константа

Как уже упоминалось не раз, тип объекта определяет операции, которые можно с ним выполнять. Константный тип можно использовать для большинства, но не для всех операций, как и его неконстантный аналог. Ограничение одно — можно использовать только те операции, которые неспособны изменить объект. Например, тип const intможно использовать в арифметических выражениях точно так же, как обычный неконстантный тип int. Тип const intпреобразуется в тип boolтем же способом, что и обычный тип int, и т.д.

К операциям, не изменяющим значение объекта, относится инициализация. При использовании объекта для инициализации другого объекта не имеет значения, один или оба из них являются константами.

int i = 42;

const int ci = i; // ok: значение i копируется в ci

int j = ci; // ok: значение ci копируется в j

Хотя переменная ciимеет тип const int, ее значение имеет тип int. Константность переменной ciимеет значение только для операций, которые могли бы изменить ее значение. При копировании переменной ciдля инициализации переменной jее константность не имеет значения. Копирование объекта не изменяет его. Как только копия сделана, у нового объекта нет никакой дальнейшей связи с исходным объектом.

Когда константный объект инициализируется константой во время компиляции, такой как bufSizeв определении ниже, компилятор обычно заменяет используемую переменную ее значением во время компиляции.

const int bufSize = 512; // размер буфера ввода

Таким образом, компилятор создаст исполняемый код, использующий значение 512в тех местах, где исходный код использует переменную bufSize.

Чтобы заменить переменную значением, компилятор должен видеть ее инициализатор. При разделении программы на несколько файлов, в каждом из которых используется константа, необходим доступ к ее инициализатору. Для этого переменная должна быть определена в каждом файле, в котором используется ее значение (см. раздел 2.2.2). Для обеспечения такого поведения, но все же без повторных определений той же переменной, константные переменные определяются как локальные для файла. Определение константы с тем же именем в нескольких файлах подобно написанию определения для отдельных переменных в каждом файле.

Иногда константу необходимо совместно использовать в нескольких файлах, однако ее инициализатор не является константным выражением. Мы не хотим, чтобы компилятор создал отдельную переменную в каждом файле, константный объект должен вести себя как другие (не константные) переменные. В таком случае определить константу следует в одном файле, и объявить ее в других файлах, где она тоже используется.

Для определения единого экземпляра константной переменной используется ключевое слово externкак в ее определении, так и в ее объявлениях.

// Файл file_1.cc. Определение и инициализация константы, которая

// доступна для других файлов

extern const int bufSize = fcn();

// Файл file_1.h

extern const int bufSize; // та же bufSize, определенная в file_1.cc

Здесь переменная bufSizeопределяется и инициализируется в файле file_1.cc. Поскольку это объявление включает инициализатор, оно (как обычно) является и определением. Но поскольку bufSizeконстанта, необходимо применить ключевое слово extern, чтобы использовать ее в других файлах.

Объявление в заголовке file_1.hтакже использует ключевое слово extern. В данном случае это демонстрирует, что имя bufSizeне является локальным для этого файла и что его определение находится в другом месте.

Чтобы совместно использовать константный объект в нескольких файлах, его необходимо определить с использованием ключевого слова extern.

Упражнение 2.26. Что из приведенного ниже допустимо? Если что-то недопустимо, то почему?

(a) const int buf; (b) int cnt = 0;

(c) const int sz = cnt; (d) ++cnt; ++sz;

Подобно любым другим объектам, с константным объектом можно связать ссылку. Для этого используется ссылка на константу (reference to const), т.е. ссылка на объект типа const. В отличие от обычной ссылки, ссылку на константу нельзя использовать для изменения объекта, с которым она связана.

const int ci = 1024;

const int &r1 = ci; // ok: и ссылка, и основной объект - константы

r1 = 42; // ошибка: r1 - ссылка на константу

int &r2 = ci; // ошибка: неконстантная ссылка на константный объект

Поскольку нельзя присвоить значение самой переменной ci, ссылка также не должна позволять изменять ее. Поэтому инициализация ссылки r2— это ошибка. Если бы эта инициализация была допустима, то ссылку r2можно было бы использовать для изменения значения ее основного объекта.