C++常量成员函数

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问题来源于今天做的C++ Primer几个练习题。

第16.2题写一个模板函数实现任意类型的比较功能，我是这么写的：

template <typename T>
int compare(const T &a, const T &b) {
    if(a < b) 
        return -1;
    if(b < a)
        return 1;
    return 0;
}

接下来第16.3题，写一个类，能够通过上面的比较函数比较类实例的大小，一开始这么写：

class SalesData {
public:
    SalesData(double p, int a):price(p),sold_amount(a) {}
    int operator<(const SalesData &x) {
        return getRevenue() < x.getRevenue();
    }
    double getRevenue() {
        return price * sold_amount;
    }
private:
    double price = 18;
    int sold_amount = 0;
};

编译报错：

error: member function 'getRevenue' not viable: 'this' argument has type 'const SalesData', but function is not marked const

从错误信息看，是要求函数getRevenue函数标记为const，翻到C++ Primer前面关于成员函数的章节，发现还有C++常量成员函数的定义，在成员函数参数列表后加上const，可将成员函数标记为常量成员函数，这样的成员函数能够被const类型的类实例调用。
这段代码里运算符重载函数的入参x为常量，调用x.getRevenue时自然要用到常量成员函数了，修改下代码：

class SalesData {
public:
    SalesData(double p, int a):price(p),sold_amount(a) {}
    int operator<(const SalesData &x) {
        return getRevenue() < x.getRevenue();
    }
    double getRevenue() const{  //将getRevenue定义为常量成员函数
        return price * sold_amount;
    }
private:
    double price = 18;
    int sold_amount = 0;
};

发现编译还是报错：

candidate function not viable: 'this' argument has type 'const SalesData', but method is not marked const
    int operator<(const SalesData &x) {
        ^

看来运算符重载函数也得定义成常量成员函数。因为运算符重载函数作为类成员函数时，除了所定义的入参（&x）之外，还会默认将this指针作为一个参数传入，即二元运算符<的左边参数。在compare函数中，两个参数都是以const的方式传入的，这也就要求运算符重载函数的所有入参都是const类型。
而常量成员函数的一大作用就是告诉编译器该成员函数用到的this指针是一个const类型的指针，可接收const类型的参数
因此代码改成如下就OK了：

class SalesData {
public:
    SalesData(double p, int a):price(p),sold_amount(a) {}
    int operator<(const SalesData &x) const{  //将重载运算符定义为常量成员函数
        return getRevenue() < x.getRevenue();
    }
    double getRevenue() const{  //将getRevenue定义为常量成员函数
        return price * sold_amount;
    }
private:
    double price = 18;
    int sold_amount = 0;
};

总结下C++常量成员函数的作用：

• 可以被const类型的类实例调用；
• 当this指针作为隐含入参传入时（如运算符重载的成员函数），传入的this指针为const类型。

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关于const的语法似乎不少，C++应该是鼓励程序员对函数、类的功能进行仔细设计，在能用到const的地方尽量用const，以确保代码设计功能清晰明确，避免无原则的扩展，同时也提升了代码的健壮性。