2.4 const限定符

• 2.4 const限定符
• • • 初始化和`const`
    • 默认状态下，`const`对象仅在文件内有效
    • 2.4节练习
  • 2.4.1 `const`的引用
  • • 术语：常量引用是对`const`的引用

有时我们希望定义这样一种变量，它的值不能被改变。例如，用一个变量来表示缓冲区的大小。使用变量的好处是当我们觉得缓冲区大小不再合适时，很容易对其进行调整。另一方面，也应随时警惕防止程序一不小心改变了这个值。为了满足这一要求，可以用关键词const对变量的类型加以限定：

	const int bufSize = 512; // 输入缓冲区大小

这样就把bufSize定义成了一个常量。任何试图为bufSize赋值的行为都将引发错误：

	bufSize = 512; // 错误: 试图向const变量赋值

因为const对象一旦创建后其值就不能再改变，所以const对象必须初始化。一如既往，初始值可以是任意复杂的表达式：

	const int i = get_size(); // 正确: 运行时初始化
	const int j = 42; // 正确: 编译时初始化
	const int k; // 错误: k是一个未经初始化的常量

正如之前反复提到的，对象的类型决定了它支持的操作。与非const类型所能参与的操作相比，const类型的对象能完成其中大部分，但也不是所有的操作都适合。主要的限制就是只能在const类型的对象上执行不改变其内容的操作。例如，const int和普通的int一样都能参与算术运算，也都能转换成一个布尔值，等等。
在不改变const对象的操作中还有一种是初始化，如果利用一个对象去初始化另外一个对象，则它们是不是const都无关紧要：

	int i = 42;
	const int ci = i; // 正确: i的值被拷贝给了ci
	int j = ci; // 正确: ci的值被拷贝给了j

尽管ci是整型变量，但无论如何ci中的值还是一个整型数。ci的常量特征仅仅在执行改变ci的操作时才会发挥作用。当用ci去初始化j时，根本无需在意ci是不是一个常量。拷贝一个对象的值并不会改变它，一旦拷贝完成，新的对象就和原来的对象没什么关系了。

当以编译时初始化的方式定义一个const对象时，就如对bufSize的定义一样：

	const int bufSize = 512; // 输入缓冲区大小

编译器在编译过程中把用到该变量的地方都替换成对应的值。也就是说，编译器会找到代码中所有用到bufSize的地方，然后用512替换。
为了执行上述替换，编译器必须知道变量的初始值。如果程序包含多个文件，则每个用了const对象的文件都必须得访问到它的初始值才行。要做到这一点，就必须在每一个用到变量的文件中都有对它的定义（参见2.2.2节)。为了支持这一用法，同时避免对同一变量的重复定义，默认情况下，const对象被设定为仅在文件内有效。当多个文件中出现了同名的const变量时，其实等同于在不同文件中分别定义了独立的变量。
某些时候有这样一种const变量，它的初始值并不是一个常量表达式，但又确实有必要在文件间共享。在这种情况下，我们不希望编译器为每个文件分别生成独立的变量。相反，我们想让这类const对象像其他（非常量）对象一样工作，也就是说，只在一个文件定义const，而在其他多个文件中声明并使用它。
解决的办法是，对于const变量不管是声明还是定义都添加extern关键字，这样只需定义一次就可以了：

	// 某个文件定义并初始化了一个常量,该常量能被其他文件访问
	extern const int bufSize = fun();
	// 另外一个文件
	extern const int bufSize; // 与上面定义的bufSize是同一个

如上述程序所示，第一个文件定义并初始化了bufSize。因为这条语句包含了初始值，所以它（显然）是一次定义。然而，因为bufSize是一个常量，必须用extern加以限定使其能被其他文件使用。
后面的文件中的声明也由extern做了限定，其作用是指明bufSize并非本文件所独有，它的定义将在别处出现。

总结：如果想在多个文件之间共享const对象，必须在变量的定义之前添加extern关键字。

练习2.26：下面哪些语句是合法的？如果有不合法的句子，请说明理由。

	(a) const int buf;			(b) int cnt = 0;
	(c) const int sz = cnt;		(d) ++cnt; ++sz;

可以把引用绑定到const对象上，就像绑定到其他对象上一样，我们称之为对常量的引用（reference to const)。与普通引用不同的是，对常量的引用不能用作修改它所绑定的对象：

	const int ci = 1024;
	const int &r1 = ci; // 正确: 引用及其对应的对象都是常量
	r1 = 42; // 错误: r1是对常量的引用
	int &r2 = ci; // 错误: 试图让一个非常量引用指向一个常量对象

因为不允许直接为ci赋值，当然也就不能通过引用去改变ci。因此，对r2的初始化是错误的。假设该初始化合法，则可以通过r2来改变它引用对象的值，这显然是不正确的。

C++程序员们经常把词组“对const的引用”简称为“常量引用”，这一简称还是挺靠谱的，不过前提是得时刻记得这就是个简称而已。
严格来说，并不存在常量引用。因为引用本身不是一个对象，所以我们没法让引用本身恒定不变。事实上，由于C++语言并不允许随意改变引用所绑定的对象，所以从这层意义上理解所有的引用又都算是常量。引用的对象是常量还是非常量可以决定其所能参与的操作，却无论如何都不会影响到引用和对象的绑定关系本身。