指针和const

一.定义

       一般，说到指针和const，就分两种：const指针和指向const的指针。const指针是指针变量的值一经初始化，就不可以改变指向，初始化是必要的；而指向const的指针是说指针指向的变量是const的（其实这种说法也是不太准确的，和const引用有点像）可以这样理解：一种指的是你不能修改指针本身的内容，另一种指的是你不能修改指针指向的内容（只是说不能通过指针的方式去修改，如果变量本身不是const的，其实是可以通过其他的方式去修改）。

       声明指针时，可以在类型前或后使用关键字const，也可在两个位置都使用。例如，下面都是合法的声明，但是含义大不同：

const int * pOne;    //指向整形常量 的指针，它指向的值不能修改int * const pTwo;    //指向整形的常量指针 ，它不能在指向别的变量，但指向（变量）的值可以修改。 const int *const pThree;  //指向整形常量 的常量指针 。它既不能再指向别的常量，指向的值也不能修改。

       理解这些声明的技巧在于，查看关键字const右边来确定什么被声明为常量 ，如果该关键字的右边是类型，则值是常量；如果关键字的右边是指针变量，则指针本身是常量。下面的代码有助于说明这一点：

const int *p1;  //the int pointed to is constant //即从离变量名最近的开始解读，首先‘*’代表p1首先是个指针，然后这个指针指向的变量是const的。int * const p2; // p2 is constant, it can't point to anything else//首先，‘const’代表p2首先是个常量，然后这是个“int *”类型的常量，即常量指针。

       还有个技巧，通过上面的观察我们不难总结出一点规律，是什么呢？这个规律就是： 指向const的指针（指针指向的内容不能被修改）const关键字总是出现在的左边而const指针（指针本身不能被修改）const关健字总是出现在的右边，那不用说两个const中间加个肯定是指针本身和它指向的内容都是不能被改变的，不过还是像上面一样理解性的记忆比较好。

二.应用

1、指向const的指针：指针指向的对象是常量，那么这个对象不能被更改（也被称为底层const）。在C/C++中，常量指针是这样声明的：

const int *p;int const *p;

       使用要注意，指针指向的对象不能通过这个指针来修改，可是仍然可以通过原来的声明修改，也就是说指向const的指针可以被赋值为变量的地址，之所以叫做指向const的指针，意思是说限制了通过这个指针修改变量的值。如下面的代码：

char a[20] = "abcde1234";const char *d = a;d[0] = 'x';   //错误 不能给常量赋值a[0] = 'x';   //正确const *e=a;     //正确const *f=d;     //错误 指向const的指针不能赋值给指向非const的指针，会出现const int *不能转换到int *的问题

       感觉上面的代码相当奇怪，a指针指向的对象明明就不是常量，也能够更改，但是却不能通过d去更改，编译器给我的理由竟是不能给常量赋值，C++ primer上有这样一句话：

所谓指向常量的指针或引用，不过是指针或引用“自以为是”罢了，它们觉得自己指向了常量，所以自觉地不去改变所指对象的值。

       
2、 const指针的值是常量（也被称为顶层const），所以不能被赋值，只能被初始化。在C/C++中，指针常量这样声明：

int a;int *const b = &a; //const放在指针声明操作符的右侧

       虽然const指针的值不能变，可是它指向的对象是可变的，因为我们并没有限制它指向的对象是常量。因此，有这么段程序：

char a[20] = "abcde1234";char *const c = a;a[0] = 'c';//或者c[0] = 'c';

但是我之前看过一个sb博客上这么写的：

char *a = "abcde1234"; char *b = "bcde";char *const c = a;//下面的操作是可以的。a[0] = 'x'; // 我们并没有限制a为常量指针（指向常量的指针）//或者c[0] = 'x' // 与上面的操作一致//编译会出错，错误原因：a指针指向的是常量区,常量区具有只读属性,不可对其进行写操作

所以分析如下， “abcde1234”实质上是字符串常量，而常量往往被编译器放在只读的内存区，不可写。p初始指向这个只读的内存区，而a[0] = ‘x’则企图去写这个地方，编译器当然不会答应。
       

3、当与typedef配合使用的时候，情况又会改变。例如：下面的代码编译器会报一个错误，请问，哪一个语句是错误的呢？

typedef char * pStr;    //不能理解为简单的替换！！char string[4] = "bbc";const char *p1 =" string"; //1式const pStr p2 =" string"; //2式p1++;p2++;

问题出在p2++上，当然p1是可变的，因此问题中p1++是对的（*p1++也是对的，但是（*p1）++是错的）。替换基本形式中的type为2式中的pStr，替换后const pStr p2（但是此时不能简单的替换，不能说等价于const char * p2）;此时题中的pStr就是一种新类型（就像是int一样）所以说p2相当于是指向常量的指针，所以p2++是错误的。
       

4、关于底层const和顶层const
（1）区分顶层const和底层const
指针如果添加const修饰符时有两种情况：
① 指向常量的指针：代表不能改变其指向内容的指针。声明时const可以放在类型名前后都可，拿int类型来说，声明时：const int和int const 是等价的。声明指向常量的指针也就是底层const，下面举一个例子：

int num_a = 1;  int const  *p_a = &num_a; //底层const  //*p_a = 2;  //错误，指向“常量”的指针不能改变所指的对象  

       注意：指向“常量”的指针不代表它所指向的内容一定是常量，只是代表不能通过解引用符（操作符*）来改变它所指向的内容。上例中指针p_a指向的内容就不是常量，可以通过赋值语句：num_a=2; 来改变它所指向的内容。

②常量指针：代表指针本身是常量，声明时必须初始化，之后它存储的地址值就不能再改变。声明时const必须放在指针符号*后面，即：*const 。声明常量指针就是顶层const，下面举一个例子：

int num_b = 2;  int *const p_b = &num_b; //顶层const  //p_b = &num_a;  //错误，常量指针不能改变存储的地址值

其实顶层const和底层const很简单，一个指针本身添加const限定符就是顶层const，而指针所指的对象添加const限定符就是底层const。

（2）顶层const和底层const的作用
区分顶层const和底层const，根据C++primer的解释，区分后有两个作用。
①执行对象拷贝时有限制，常量的底层const不能赋值给非常量的底层const。也就是说，你只要能正确区分顶层const和底层const，你就能避免这样的赋值错误。下面举一个例子：

int num_c = 3;  const int *p_c = &num_c;  //p_c为底层const的指针  //int *p_d = p_c;  //错误，不能将底层const指针赋值给非底层const指针  const int *p_d = p_c; //正确，可以将底层const指针复制给底层const指针

②使用命名的强制类型转换函数const_cast时，需要能够分辨底层const和顶层const，因为const_cast只能改变运算对象的底层const。下面举一个例子：

int num_e = 4;  const int &r=num_e;  //用于声明引用的const都是底层constconst int *p_e = &num_e;  //*p_e = 5;  //错误，不能改变底层const指针指向的内容  int *p_f = const_cast<int *>(p_e);  //正确，const_cast可以改变运算对象的     底层const。但是使用时一定要知道num_e不是const的类型。  *p_f = 5;  //正确，非顶层const指针可以改变指向的内容  cout << num_e;  //输出5