面试题：C++中const如何保障函数参数的类型安全

Question

在C++中，当函数参数使用const修饰时，它是如何保障类型安全的？请举例说明，比如对于一个接受指针或引用作为参数的函数，使用const和不使用const有何区别，对类型安全有什么影响。

Answer 1

1. const在函数参数中保障类型安全的原理
   • const修饰函数参数时，它告诉编译器该参数在函数内部不应被修改。这是一种编译期的检查机制，编译器会在编译阶段对代码进行检查，如果发现对const修饰的参数进行了修改操作，就会报错，从而保障类型安全，避免意外地修改传入的数据。
2. 指针作为参数时使用const和不使用const的区别及对类型安全的影响
   • 不使用const：

     void modifyPointerValue(int* ptr) {
         *ptr = 10;
     }
     int main() {
         int num = 5;
         int* ptr = #
         modifyPointerValue(ptr);
         // 此时num的值被修改为10
         return 0;
     }
     

     • 在这个例子中，函数modifyPointerValue可以修改指针所指向的值。如果调用者不希望传入的指针所指向的值被修改，这种情况就可能导致意外的修改，破坏类型安全。
   • 使用const：

     void readPointerValue(const int* ptr) {
         // *ptr = 10; // 这行代码会导致编译错误，因为ptr指向的是const int
         int value = *ptr;
     }
     int main() {
         int num = 5;
         const int* ptr = #
         readPointerValue(ptr);
         // num的值不会被函数内部修改，保障了类型安全
         return 0;
     }
     

     • 这里readPointerValue函数接受一个指向const int的指针，函数内部不能修改指针所指向的值，编译器会阻止任何试图修改该值的操作，从而保障了类型安全。
3. 引用作为参数时使用const和不使用const的区别及对类型安全的影响
   • 不使用const：

     void modifyReferenceValue(int& ref) {
         ref = 20;
     }
     int main() {
         int num = 15;
         int& ref = num;
         modifyReferenceValue(ref);
         // num的值被修改为20
         return 0;
     }
     

     • 函数modifyReferenceValue可以直接修改引用所绑定的变量的值。如果调用者不希望该变量被修改，就可能出现意外修改，影响类型安全。
   • 使用const：

     void readReferenceValue(const int& ref) {
         // ref = 20; // 这行代码会导致编译错误，因为ref是const引用
         int value = ref;
     }
     int main() {
         int num = 15;
         const int& ref = num;
         readReferenceValue(ref);
         // num的值不会被函数内部修改，保障了类型安全
         return 0;
     }
     

     • 当使用const int&作为参数时，函数内部不能修改引用所绑定的变量的值，编译器会进行严格检查，保障了类型安全。