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了解Const、指针、引用

const

1. 常量定义与替换：
   • 使用 const 定义变量时，如果赋值的是一个立即数（字面量），则该变量是一个常量。编译器会在编译时将所有用到这个常量的地方替换为它的初始值，这称为常量折叠。若想在运行时改变这个值，需要使用 volatile 关键字，这会告诉编译器不要对这个变量进行优化。
   • 当以编译时初始化的方式定义一个const对象时，编译器将在编译过程中把用到该变量的地方都替换成对应的值。所以如果想在多个文件之间共享const对象，必须在变量的定义之前添加extern关键字。
2. 成员函数的 const 修饰：
   • 当 const 用在成员函数的后面时，表示该成员函数不会修改类的任何成员变量。这被称为常量成员函数。实际上，它表示成员函数保证不会修改 this 指针指向的对象。
3. 指针与 const：
   • const 可以用来修饰指针，根据 const 位置的不同，分为顶层 const（指针常量）和底层 const（常量指针）。
   • 顶层 const：表示指针本身是一个常量，即不能改变指针的指向。并不意味着不能通过指针修改其所指对象的值
   • 底层 const：表示指针指向的是一个常量，即不能通过这个指针改变指向对象的值。没有规定其所指对象必须是一个常量，仅仅是不能通过该指针修改对象的值，也就是说对象的值可以通过别的途径改变。
   • 底层 const 指针不能赋值给非常量指针，因为这可能会允许通过非常量指针修改常量对象的值。
   • 二级const(指向常量的常量指针)：指针本身和指向的内容都不能被修改。

需要注意的是顶层const可以表示任意的对象是常量，底层const则与指针和引用等复合类型部分有关。所有修饰引用的const都是底层const。

const int ci  = 42;//不能改变ci的值，这是一个顶层const

4. 引用与const

• 常量引用绑定非常量是合法的行为，但是不允许通过常量引用修改非常量

• const引用本身不能被用作左值，即不能被赋值。这是因为const引用本身是常量，其值不能改变。
• 注意不可以把引用绑到临时量上

5. constexpr

constexpr 变量

constexpr int max_size = 10;  // max_size 是一个编译期常量

这里，max_size 是一个 constexpr 变量，它的值在编译时就已经确定。

constexpr函数

constexpr int get_max_size() {
    return 10;  // 返回一个编译期常量
}

int main() {
    constexpr int size = get_max_size();  // size 也是一个编译期常量，这里的前提在于get_max_size()是常量表达式
}

get_max_size() 是一个 constexpr 函数，它的返回值在编译时就可以确定。因此，size 也是一个编译期常量。

constexpr对象

struct Point {
    constexpr Point(int x, int y) : x(x), y(y) {}
    int x, y;
};

constexpr Point p1(3, 4);  // p1 是一个编译期常量对象

必须注意一点，在constexpr声明中如果定义一个指针，限定符constexpr仅仅对指针有效，与指针所指的对象无关。

constexpr int *q= nullptr //这里的q是一个指针常量
constexpr int i = 42;
constexpr const int *p = &i; //这里的p是二级const

指针和引用

1. 引用分为左值和右值还有万能引用
2. 单说左值引用：

（1）引用可以说是更安全的指针，两者定义和修改时的汇编指令一样。

（2）指针的指向在非顶层const的情况是可变的，引用就像指针常量，不可修改指向。所以引用必须初始化，且不能为空，而指针可以不初始化和指向空。

（3）指针可以是多级的，引用只能一级

左值引用、右值引用：

先说一下左值，右值的区别：

左值是存储在内存中，有明确地址的数据，也就是说可以对其取地址。

右值不可取地址，但可以提供数据值的数据或者是将亡值。比如123这种常数或者是函数的值返回类型和move函数。

区分左值引用和右值引用，其实我们可以把右值引用当成左值引用的补丁：

左值引用的作用是：传参或者做函数返回值时，使用左值引用可以避免对象调用拷贝构造。

但是呢，左值引用有较大的局限性。

常见的比如：我们要vector扩容，要拷贝里面存着的十万个元素，或者接受一个较大的临时对象，以前的话虽然有深拷贝解决内存重复释放的问题，但肯定会消耗大量的拷贝时间，性能浪费，而且最主要的是拷贝完这些东西就不需要了。

所以右值引用就解决了这个问题，而且在STL的容器中，大量的出现了右值引用为参数的移动构造函数和其他函数，比如vector的push_back，emplace_back都能接受右值了，避免了多一次拷贝构造的开销，unique_ptr因为能拷贝右值而更方便了，最重要的是扩容时，大量的元素复制，而现在呢，只要我们的类中的移动构造函数声明为noexcept，这是因为vector扩容时要判断，如果写了移动构造并且是noexcept时，就会挨个调用移动构造，而不是拷贝构造，当对象里有很多的成员变量时，这样就大大的节省了性能开销。

Move这个函数其实非常有迷惑性，它并不是移动，仅仅是类型转换，其实底层的实现就是static_cast<&&>强制转换成右值。因为static cast在编译期间就完成了，所以运行时不会生成任何代码，连一个字节都不会生成。

而forward和move又很像，在普通情况下，两者的转换是一样的，都是强转为右值。但在函数模板且有引用折叠的时候，Move是强制把传入值转换为右值，而forward是根据传入参数是左值还是右值，返回其传入的类型。

两者都是先用remove_reference去除引用，怎么去除的呢，定义一个结构体模板，在里面重命名一下参数类型即可，为什么要去除引用呢，这是为了保证static_cast的双&&符号作用于非引用类型上，因为move和forward的模板都是万能引用，如果传入的参数恰好是一个左值引用，那么万能引用就会变成左值引用。

右值引用、移动语义、完美转发：

万能引用看起来和右值引用一样。给万能引用传左值时，就变成了左值引用，传右值变成右值引用。

什么时候不会成为万能引用呢？

但万能引用只在函数模板中，且发生了模板类型推断才会有，还不能加const限定符（volatile？）