《 高质量C++编程指南 》学习重点十一

第十一章 其他编程经验

11.1

使用
const
提高函数的健壮性

看到
const
关键字，
C++
程序员首先想到的可能是
const
常量。这可不是良好的条件反射。如果只知道用
const
定义常量，那么相当于把火药仅用于制作鞭炮。
const
更大的魅力是它可以修饰函数的参数、返回值，甚至函数的定义体。

const
是
constant

的缩写，“恒定不变”的意思。
被
const
修饰的东西都受到强制保护，可以预 防意外的变动，能提高程序的健壮性。所以很多
C++
程序设计书籍建议：“
Use const whenever you need

”。

11.1.1


用const
修饰函数的参数


如果参数作输出用，不 论它是什么数据类型，也不论它采用“指针传递”还是“引用传递”，都不能加const
修饰，否则该 参数将失去输出功能。

const

只能修饰输入参数：

u

如果输入参数采用“指针传递”，那么加const
修 饰可以防止意外地改动该指针，起到保护作用。

例如StringCopy
函数：

void StringCopy(char *strDestination, const char *strSource);

其中strSource
是 输入参数，strDestination
是输出参数。给strSource
加 上const
修饰后，如 果函数体内的语句试图改动strSource
的内容
，编译器将指出错误。

u

如果输入参数采用 “值传递”，
由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数，该 输入参数本来就无需保护，所以不要加const
修饰。

例如不要将函数void Func1(int x)

写 成void Func1(const int x)
。同理不要将函数void Func2(A a)

写成void Func2(const A a)
。其中A
为用户自定义的数据类型。

u

对 于非内部数据类型的参数而言，象void Func(A a)

这样声明的函数注定效率比较底。
因为函数体内将产生A
类型的临时对象用于复制参数a
，而临时对象的构造、复制、析构过程都将消耗时间。

为了提高效率，可以将 函数声明改为void Func(A &a)
，因为“引用传递”仅借用一下参数的别名而 已，不需要产生临时对象。
但是函数void Func(A &a)

存在一 个缺点：“引用传递”有可能改变参数a
， 这是我们不期望的。解决这个问题很容易，加const
修饰即可，因此函数最终成为void Func(const A &a)
。

以此类推，是否应将void Func(int x)

改 写为void Func(const int &x)
，以便提高效率？完全没有必要，因为内部数据类型的参数不存在构造、析构的过程，而复制也非常快，“值传递”和“引用 传递”的效率几乎相当。

问题是如此的缠绵，我只好将“const &
” 修饰输入参数的用法总结一下，如表11-1-1
所示。

对于非内部数据类型 的输入参数，应该将“值传递”的方式改为“ const 引用传递 ”， 目的是提高效率。 例如将 void Func(A a) 改为 void Func( const A &a ) 。

对于内部数据类型的输入参数，不要将“值传递”的方式改为“ const 引 用传递”。否则既达不到提高效率的目的，又降低了函数的可理解性。例如 void Func(int x) 不 应该改为 void Func(const int &x) 。

表11-1-1

“const &
”修饰输入参数的规则

11.1.2


用const
修饰函数的返回值


u

如果给以“指针传 递”方式的函数返回值加const
修饰，那么函数返回值（即指针）的内容不能被修改，该返回值只能 被赋给加const
修饰的同类型指针。

例如函数

const char * GetString(void);

如下语句将出现编译错误：

char *str = GetString();

正确的用法是

const char *str = GetString();

u

如 果函数返回值采用“值传递方式”，由于函数会把返回值复制到外部临时的存储 单元中，加const
修饰没有任何价值。

例如不要把函数int GetInt(void)

写 成const int GetInt(void)
。

同理不要把函数A GetA(void)

写 成const A GetA(void)
，其中A
为 用户自定义的数据类型。

如果返回值不是内部 数据类型，
将函数A GetA(void)

改写为const A & GetA(void)
的 确能提高效率。
但此时千万千万要小心，一定要搞清楚函数究竟 是想返回一个对象的“拷贝”还是仅返回“别名”就可以了，否则程序会出错。
见6.2
节 “返回值的规则”。

u

函数返回值采用“引用传递”的场合并不多，这种方式一般只出现在类的赋值函数中，目的 是为了实现链式表达。

例如

class A

{…

A & operate = (const A &other); //

赋值函数

};

A a, b, c; // a, b, c

为A
的对象

…

a = b = c; //

正常的链式赋值

(a = b) = c; //

不正常的链式赋值，但合法

如果将赋值函数的返回值加const
修饰，那么该返回值的内容不允许被改动。上例中，语句
a = b = c
仍然正确，但是语句
(a = b) = c

则是非法的。

11.1.3 const

成员函数


任何不会修改数据成 员的函数都应该声明为const
类型。
如果在编写const
成员函数时，不慎修改了数据成员，或者调用了其它非const
成 员函数，编译器将指出错误，这无疑会提高程序的健壮性。

以下程序中，
类
stack
的成员函数
GetCount
仅用于计数，从逻辑上讲
GetCount
应当为
const
函数。编译器将指出
GetCount
函数中的错误。

class Stack

{

public:

void Push(int elem);

int Pop(void);

int GetCount(void)
const
; // const
成员函数

private:

int m_num;

int m_data[100];

};

int Stack::GetCount(void) const

{

++ m_num; //

编译错误，企图修改数据成员m_num

Pop(); //

编译错误，企图调用非const
函数

return m_num;

}

const
成员函数的声明看起来怪怪的：const
关键字只能放在函数声 明的尾部，大概是因为其它地方都已经被占用了。

11.2

提高程序的效率

程序的时间效率是指运行速度，空间效 率是指程序占用内存或者外存的状况。

全局效率是指站在整个系统的角度上考虑的 效率，局部效率是指站在模块或函数角度上考虑的效率。

l

【规则
11-2-1

】

不要一味地追求程序的效率，应当在满足正确性、可靠性、健壮性、可读性等质量因素的前提下，设法提高程序的效率。

l

【规则
11-2-2

】

以提高程序的全局效率为主，提高局部效率为辅。

l

【规则
11-2-3

】

在优化程序的效率时，应当先找出限制效率的“瓶颈”，不要在无关紧要之处优化。

l

【规则
11-2-4

】

先优化数据结构和算法，再优化执行代码。

l

【规则
11-2-5

】

有时候时间效率和空间效率可能对立，此时应当分析那个更重要，作出适当的折衷。例如多花费一些内存来提高性能。

l

【规则
11-2-6

】

不要追求紧凑的代码，
因为紧凑的代码并不能产生高效的机器码。