C++ const 成員函數完全指南：從語法到設計原則

語法與語義：const 放在參數表之後

在類成員函數聲明中，若在參數列表後加 const（如 void foo() const;），表示該函數不修改對象的非靜態數據成員。這是一種契約：編譯器會強制檢查函數體內是否有寫入非靜態成員的行為，若有則報錯。

設計原則：該加就加，不該加別加

• 只讀操作：getter、查詢、計算等不改狀態的函數，**必須**加 const。
• 寫入操作：setter、修改狀態的函數，**不能**加 const。

這不僅是語法要求，更是接口契約的一部分，讓使用者一眼知曉副作用。

核心權益：const 對象的調用權

const 成員函數最大的價值在於：**const 對象（或 const 引用/指針）只能調用 const 成員函數**。

class Student {
public:
    const string& get_name() const { return name; } // const 成員
    int get_score() const { return score; }         // const 成員
    void set_student(const string& nm, int sc) {    // 非 const
        name = nm; score = sc;
    }
private:
    string name;
    int score;
};

void output_student(const Student& stu) {
    cout << stu.get_name() << '\t' << stu.get_score() << endl; // OK
    // stu.set_student("Li", 90); // 編譯錯誤：const 對象不可調用非 const 成員
}

若 get_name/get_score 沒加 const，上述代碼將無法編譯，嚴重限制了類的易用性。

返回值 const 與成員 const 的雙重保護

觀察 const string& get_name() const：

• 後置 const：承諾不修改對象成員。
• 前置 const：返回 const string&，防止調用者通過引用修改私有成員 name。

若返回 string&，則允許 stu.get_name() = "Li"; 破壞封裝。

const 成員函數的限制

• 不能修改非靜態數據成員（mutable 成員除外）。
• 不能調用同類的非 const 成員函數（否則可繞過 const 約束）。
• 構造函數/析構函數**不能**加 const（它們本質上在修改對象生存期狀態）。

最佳實踐清單

1. 所有不修改可見狀態的公有成員函數，無一例外加 const。
2. 返回指針/引用指向內部數據時，返回類型加 const。
3. 參數為類類型時，優先用 const T& 避免拷貝並表達只讀意圖。
4. 配合 mutable 用於邏輯上不變但物理上需修改的成員（如緩存、鎖、統計計數器）。

「該加 const 時就加上」，這不僅是規範，更是讓類在 const 正確性體系中自由流轉的關鍵。