Функции-члены со спецификаторами const и volatile
Любая попытка модифицировать константный объект из программы обычно помечается компилятором как ошибка. Например:
const char blank = ' ';
blank = '\n'; // ошибка
Однако объект класса, как правило, не модифицируется программой напрямую. Вместо этого вызывается та или иная открытая функция-член. Чтобы не было “покушений” на константность объекта, компилятор должен различать безопасные (те, которые не изменяют объект) и небезопасные (те, которые пытаются это сделать) функции-члены:
const Screen blankScreen;
blankScreen.display(); // читает объект класса
blankScreen.set( '*' ); // ошибка: модифицирует объект класса
Проектировщик класса может указать, какие функции-члены не модифицируют объект, объявив их константными с помощью спецификатора const:
class Screen {
public:
char get() const { return _screen[_cursor]; }
// ...
};
Для класса, объявленного как const, могут быть вызваны только те функции-члены, которые также объявлены со спецификатором const. Ключевое слово const помещается между списком параметров и телом функции-члена. Для константной функции-члена, определенной вне тела класса, это слово должно присутствовать как в объявлении, так и в определении:
class Screen {
public:
bool isEqual( char ch ) const;
// ...
private:
string::size_type _cursor;
string _screen;
// ...
};
bool Screen::isEqual( char ch ) const
{
return ch == _screen[_cursor];
}
Запрещено объявлять константную функцию-член, которая модифицирует члены класса. Например, в следующем упрощенном определении:
class Screen {
public:
int ok() const { return _cursor; }
void error( int ival ) const { _cursor = ival; }
// ...
private:
string::size_type _cursor;
// ...
};
определение функции-члена ok() корректно, так как она не изменяет значения _cursor. В определении же error() значение _cursor изменяется, поэтому такая функция-член не может быть объявлена константной и компилятор выдает сообщение об ошибке:
error: cannot modify a data member within a const member function
ошибка: не могу модифицировать данные-члены внутри константной функции-члена
Если класс будет интенсивно использоваться, лучше объявить его функции-члены, не модифицирующие данных, константными. Однако наличие спецификатора const в объявлении функции-члена не предотвращает все возможные изменения. Такое объявление гарантирует лишь, что функции-члены не смогут изменять данные-члены, но если класс содержит указатели, то адресуемые ими объекты могут быть модифицированы константной функцией, не вызывая ошибки компиляции. Это часто приводит в недоумение начинающих программистов. Например:
#include <cstring>
class Text {
public:
void bad( const string &parm ) const;
private:
char *_text;
};
void Text::bad( const string &parm ) const
{
_text = parm.c_str(); // ошибка: нельзя модифицировать _text
for ( int ix = 0; ix < parm.size(); ++ix )
_text[ix] = parm[ix]; // плохой стиль, но не ошибка
}
Модифицировать _text нельзя, но это объект типа char*, и символы, на которые он указывает, можно изменить внутри константной функции-члена класса Text. Функция-член bad() демонстрирует плохой стиль программирования. Константность функции-члена не гарантирует, что объекты внутри класса останутся неизменными после ее вызова, причем компилятор не поможет обнаружить такую ситуацию.
Константную функцию-член можно перегружать неконстантной функцией с тем же списком параметров:
class Screen {
public:
char get(int x, int y);
char get(int x, int y) const;
// ...
};
В этом случае наличие спецификатора const у объекта класса определяет, какая из двух функций будет вызвана:
int main() {
const Screen cs;
Screen s;
char ch = cs.get(0,0); // вызывает константную функцию-член
ch = s.get(0,0); // вызывает неконстантную функцию-член
}
Хотя конструкторы и деструкторы не являются константными функциями-членами, они все же могут вызываться для константных объектов. Объект становится константным после того, как конструктор проинициализирует его, и перестает быть таковым, как только вызывается деструктор. Таким образом, объект со спецификатором const трактуется как константный с момента завершения работы конструктора и до вызова деструктора.
Функцию-член можно также объявить со спецификатором volatile (он был введен в разделе 3.13). Объект класса объявляется как volatile, если его значение изменяется способом, который не обнаруживается компилятором (например, если это структура данных, представляющая порт ввода/вывода). Для таких объектов вызываются только функции-члены с тем же спецификатором, конструкторы и деструкторы:
class Screen {
public:
char poll() volatile;
// ...
};
char Screen::poll() volatile { ... }
