将变量设为常量的重要性是什么？

Question

在什么情况下需要将变量设置为常量？

如果你希望一个变量始终保持相同的值，难道你不可以只是不改变它吗？

- Ashton Bennett

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一次咖啡桌讨论引起了关注 - 欢迎 @Asthon - Ted Lyngmo

关于 private 的相关问题：https://dev59.com/hW855IYBdhLWcg3wJg1y - L. F.

可能是Can const-correctness improve performance?，Does declaring C++ variables const help or hurt performance?，What kind of optimization does const offer in C/C++?，Are there any downsides to marking all variables you don't modify const?等问题的重复。 - jww

Answer 1

保证

如果你是一个完美的程序员，那么可以不改变变量。但是六个月后，当你很久没有看过这个文件并需要进行微小更改时，你可能不记得你的变量不应该改变。如果其他代码基于这个假设编写，那就可能会导致灾难。

如果你在项目中与其他人合作，这种情况可能会更加复杂。注释说“/* plz don't change this variable kthx */”是一回事，但是让编译器强制执行这个约束条件则更难被忽视。

优化

常量是不能修改的，这使得编译器可以对它们进行许多聪明的操作。如果我写下以下代码：

const int foo = 5;

int some_function() {
    return foo;
}

编译器可以直接让some_function返回5，因为foo永远不会改变。如果foo不是const，some_function总是需要读取变量的当前值。此外，如果我有：

const char foo[] = "Ashton Bennett is a cool C++ programmer";
...
// Somewhere else in the file
const char bar[] = "Ashton Bennett is a cool C++ programmer";

没有必要让这两个字符串都存在。如果编译器可以证明你从未引用它们中的任何一个，它可以将常量折叠成一个，节省空间。

- Silvio Mayolo

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你展示了编译时常量的例子，这些在现代 C++ 中应该使用 constexpr。这将允许进行更多的优化。 - val is still with Monica

Answer 2

最重要的原因是避免出现错误。通过将某些东西标记为 const，您可以使编译器捕获任何试图更改它的尝试。例如，想象一下，如果通过引用将某个变量传递给一个会更改它的函数。如果您将该变量标记为 const，编译器将捕获到这一点。如果不这样做，您将有一个错误，必须找到并修复它——希望在它引起严重问题之前能够修复。

将变量、类成员函数、参数和引用标记为const，可以在编译时检测到可能会无意中添加到复杂代码中的大量错误，而不会导致程序执行不正确。编写没有错误的代码很难，任何可以显着帮助我们完成这项工作的工具都受到欢迎。

- David Schwartz

Answer 3

是的，但你并没有考虑到很少有人会独自完成一个项目，而且你编写的代码可能在你离开后还会存在，所以别人可能无法询问关于变量及其使用的问题。通过将它标记为常量，你告诉所有人：“这个值在代码中不应该被改变”。

- MattE

Answer 4

同意接受的答案，但一个不太常见的考虑是这样的：

静态const数据可以放在只读内存段中。在某些系统上，这实际上意味着它可以驻留在ROM中。

你可能会想，那为什么要这样做呢？好吧，以Ardruino Nano为例，它只有2KB的RAM。

将程序的只读数据映射到ROM段只能在程序的内存映射包括ROM段的情况下完成，在许多计算机上，这只适用于引导加载程序，因为所有其他代码都是从文件中加载的（即使这些文件驻留在ROM中，如手机）。然而，我见过像这样的做法，但我也见过系统在启动时将只读段（和代码段）复制到RAM中以提高速度。

- Rodney

Answer 5

虽然我目前无法想出一个可能的/好的实践案例，但需要考虑成员函数（当然还有自由函数）可以重载const：

struct Foo {
  void Bar() {
    // One thing
  }
  void Bar() const {
    // Another thing
  }
};

// Later somewhere;
// which function gets called depends on
// whether the_foo is const or not
the_foo.Bar();

因此，将变量设为const可以在重载解析期间更改调用的函数。

- Daniel Jour