Effective C++ 條款 3：盡可能使用 const

const 的正確性：讓編譯器幫你找錯誤

在 C++ 中，const 不只是一個修飾符，更是一種設計契約。善用 const 能讓編譯器在編譯期攔截邏輯錯誤，避免執行期的驚喜。本文整理自《Effective C++》條款 3，探討指標、迭代器、函數回傳值與成員函數中的 const 應用。

1. 指標與 const 的相對位置

記住口訣：「const 出現在 * 左邊修飾資料，右邊修飾指標本身」。

char greeting[] = "Hello";
char *p = greeting;                 // 非 const 指標，非 const 資料
const char *p = greeting;           // 非 const 指標，const 資料（底層 const）
char *const p = greeting;           // const 指標，非 const 資料（頂層 const）
const char *const p = greeting;     // const 指標，const 資料

若要讓指標指向的資料不可修改，將 const 放在型別名稱之後（或 * 之前）；若要讓指標本身不可改變指向，將 const 放在 * 之後。

2. STL 迭代器的 const 語意

STL 迭代器設計模擬指標行為。宣告迭代器為 const 如同宣告 T* const：迭代器不可改變指向，但所指物件可修改；若需所指物件也不可修改，請使用 const_iterator。

std::vector vec;
const std::vector::iterator iter = vec.begin(); // iter 如 T* const
*iter = 10;  // OK：修改所指資料
++iter;      // Error：iter 本身為 const

std::vector::const_iterator cIter = vec.begin(); // cIter 如 const T*
*cIter = 10; // Error：所指資料為 const
++cIter;     // OK：迭代器本身可移動

3. 函數回傳值與參數的 const

• 回傳值宣告為 const：防止被當作左值（如 const Rational operator*(...)），避免 (a*b)=c 這類無意義賦值。
• 參數宣告為 const：承諾函數不會修改參數，適用於傳值、傳參考、傳指標，增強介面安全性。

4. 成員函數的 const

將成員函數宣告為 const，表示該函數不會修改物件的邏輯狀態（bitwise constness），且只有 const 成員函數可被 const 物件呼叫。這是介面設計的基石：

class Rational {
public:
    // 只有 const 物件能呼叫 const 版本，非 const 物件可呼叫非 const 版本
    int numerator() const;   // 讀取操作，標記 const
    void setNumerator(int);  // 寫入操作，不可標記 const
};

良好的 const 正確性能讓類別介面更清晰，也能讓編譯器協助偵測「在不該修改的地方修改了資料」的錯誤。

小結

• 習慣在變數、參數、回傳值、成員函數上加上 const，除非確定需要修改。
• 理解「底層 const」與「頂層 const」的差異，正確套用於指標與迭代器。
• const 成員函數是物件不可變性的承諾，設計介面時務必嚴格區分讀寫操作。