C++中的const关键字怎么用？(定义常量与常量成员函数)

const是“承诺不修改”的契约标记，位置决定修饰对象，用于变量、指针、成员函数、引用参数等场景，确保数据安全、提升可读性与优化机会；滥用const_cast会导致未定义行为。

const 在 C++ 里不是“只定义常量”的关键字，它本质是“承诺不修改”的契约标记——用错位置，编译器会直接报错；用对了，才能真正保护数据、提升可读性与优化机会。

const 变量声明：位置决定含义

声明 const 变量时，const 修饰的是它**左边紧邻的类型**（若左边无类型，则修饰右边）。这个规则直接影响指针和引用的行为：

• int const x = 42; 和 const int x = 42; 等价：x 是不可修改的整数
• int* const ptr = &x;：ptr 指针本身不可变（不能指向别处），但 *ptr 可改
• const int* ptr = &x; 或 int const* ptr = &x;：ptr 可变，但 *ptr 不可改（指向只读数据）
• const int* const ptr = &x;：指针和它指向的内容都不可变

实际开发中，尤其在函数参数传递指针/引用时，漏掉某一个 const 很容易导致编译失败或意外修改。

const 成员函数：隐式 this 指针被限定

在类成员函数声明末尾加 const，表示该函数**不会修改当前对象的任何非 mutable 成员**。编译器会把隐式的 this 指针变成 const T* const this，从而禁止对成员变量赋值、调用非 const 成员函数等操作：

class Data {
    int value;
    mutable int cache_hits; // mutable 是唯一例外：可在 const 函数中修改
public:
    Data(int v) : value(v), cache_hits(0) {}
int get_value() const { // ✅ 正确：不修改 value
    ++cache_hits; // ✅ 允许：mutable 成员
    return value;
}

void set_value(int v) { // ❌ 非 const 函数
    value = v;
}
};
常见错误：把本该是 const 的访问器（如 size()、at()）漏写 const，导致无法在 const Data& d 上调用；或者在 const 函数里不小心调用了非 const 成员函数，编译器报错类似：error: passing 'const Data' as 'this' argument discards qualifiers。
const 引用参数：避免拷贝 + 保证安全
函数形参用 const T& 是 C++ 中最常用也最值得坚持的习惯之一：

传大对象（如 std::string、自定义类）时避免深拷贝开销
编译器禁止函数体内修改实参，从接口层面杜绝副作用
能接受字面量、临时对象、const 对象 —— 普通 T& 不能绑定临时量

例如：void process(const std::vector& v) 可以安全接收 process({1,2,3})；而 void process(std::vector& v) 就不行。
const_cast：极少需要，多数是设计缺陷的信号
const_cast 唯一合法用途是移除由“C 风格接口”强加的 const（比如调用老 C 库函数，它声称不改数据但没声明参数为 const）。除此之外，用 const_cast 修改原本声明为 const 的对象，属于未定义行为：
const int x = 10;
int* p = const_cast(&x);
*p = 20; // ❌ 未定义行为：x 是字面量级 const，可能存于只读段
真正需要修改的成员，应一开始就用 mutable 标记；需要可变接口，就提供 const/non-const 两个重载版本，而不是靠 const_cast 打补丁。
最容易被忽略的一点：const 正确性不是“加了就安全”，而是整个调用链都要一致——某个中间函数忘了加 const，就会让上游所有 const 保证失效。它像一层玻璃，一处裂缝，整面就失去作用。