3.C++进化后的 const

来源：互联网发布：南通大学网络编辑：程序博客网时间：2024/06/06 06:34

面试问题：

1.在ANSI C中用什么来定义常量呢？答案是enum（枚举）类型和#define宏，这两个都可以用来定义常量。

2.C++中用什么来定义常量呢？答案是enum（枚举）类型和被const定义的变量，这两个都可以用来定义常量。

3.#define宏，是在宏处理中预处理的，在编译之前。编译不知道什么是宏，宏定义的符号，没有作用域之分，const和枚举有作用于，（如果不用extern定义）只能用于定义的函数内。

在C中const的作用：

const是一个C语言（ANSI C）的关键字，具有着举足轻重的地位。它限定一个变量不允许被改变，产生静态作用。使用const在一定程度上可以提高程序的安全性和可靠性。另外，在观看别人代码的时候，清晰理解const所起的作用，对理解对方的程序也有一定帮助。

定义

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const修饰的数据类型是指常类型，常类型的变量或对象的值是不能被更新的。

目的

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const 推出的初始目的，正是为了取代预编译指令，消除它的缺点，同时继承它的优点。

主要作用

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（1）可以定义const常量，具有不可变性。
　　例如：const int Max=100; Max++会产生错误;
　　（2）便于进行类型检查，使编译器对处理内容有更多了解，消除了一些隐患。
　　例如： void f(const int i) { .........} 编译器就会知道i是一个常量，不允许修改；
　　（3）可以避免意义模糊的数字出现，同样可以很方便地进行参数的调整和修改。同宏定义一样，可以做到不变则已，一变都变！
　　如（1）中，如果想修改Max的内容，只需要：const int Max=you want;即可！

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//(有错，这样不能修改，会报重复定义的错误)

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（4）可以保护被修饰的东西，防止意外的修改，增强程序的健壮性。还是上面的例子，如果在函数体内修改了i，编译器就会报错；
　　例如： void f(const int i) { i=10;//error! }
　　（5）可以节省空间，避免不必要的内存分配。例如：
　　#define PI 3.14159 //常量宏
　　const double Pi=3.14159; //此时并未将Pi放入RAM中 ......
　　double i=Pi; //此时为Pi分配内存，以后不再分配！
　　double I=PI; //编译期间进行宏替换，分配内存
　　double j=Pi; //没有内存分配
　　double J=PI; //再进行宏替换，又一次分配内存！
　　const定义常量从汇编的角度来看，只是给出了对应的内存地址，而不是像#define一样给出的是立即数，所以，const定义的常量在程序运行过程中只有一份拷贝，而#define定义的常量在内存中有若干份拷贝。
　　（6）提高了效率。
　　编译器通常不为普通const常量分配存储空间，而是将它们保存在符号表中，这使得它成为一个编译期间的常量，没有了存储与读内存的操作，使得它的效率也很高。

变量与常量

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例：为什么下面的例子在使用一个const变量来初始化数组，ANSI C的编译器会报告一个错误呢？

const int n = 5;

int a[n];

答案与分析：

1）这个问题讨论的是“常量”与“只读变量”的区别。常量，例如5， "abc"，等，肯定是只读的，因为常量是被编译器放在内存中的只读区域，当然也就不能够去修改它。而“只读变量”则是在内存中开辟一个地方来存放它的值，只不过这个值由编译器限定不允许被修改。C语言关键字const就是用来限定一个变量不允许被改变的修饰符（Qualifier）。上述代码中变量n被修饰为只读变量，可惜再怎么修饰也不是常量。而ANSI C规定数组定义时长度必须是“常量”，“只读变量”也是不可以的，“常量”不等于“不可变的变量”。但是在C++中，局部数组是可以使用变量作为其长度的。

2）但是在标准C++中，这样定义的是一个常量，这种写法是对的。实际上，根据编译过程及内存分配来看，这种用法本来就应该是合理的，只是ANSI C对数组的规定限制了它（实际上用GCC或VS2005编译以上代码，确实没有错误产生，也没有给出警告）。

3）那么，在ANSI C中用什么来定义常量呢？答案是enum类型和#define宏，这两个都可以用来定义常量。

{enum(枚举)类型

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在实际应用中，有的变量只有几种可能取值。如人的性别只有两种可能取值，星期只有七种可能取值。在 C 语言中对这样取值比较特殊的变量可以定义为枚举类型。所谓枚举是指将变量的值一一列举出来，变量只限于列举出来的值的范围内取值。
定义一个变量是枚举类型，可以先定义一个枚举类型名，然后再说明这个变量是该枚举类型。

例如：
enum weekday{sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat}；
定义了一个枚举类型名 enum weekday，然后定义变量为该枚举类型。例如：
enum weekday day；
当然，也可以直接定义枚举类型变量。例如：
enum weekday{sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat} day；
其中，sum,mon,…,sat 等称为枚举元素或枚举常量，它们是用户定义的标识符。
需要说明的有以下几点。
① 枚举元素不是变量，而是常数，因此枚举元素又称为枚举常量。因为是常量，所以不能对枚举元素进行赋值。
② 枚举元素作为常量，它们是有值的，C 语言在编译时按定义的顺序使它们的值为,1,2,…。
在上面的说明中，sun 的值为 0，mon 的值为 1，…sat 的值为 6，如果有赋值语句
day=mon；
则 day 变量的值为 1。当然，这个变量值是可以输出的。例如：
printf ("%d",day)；
将输出整数 1。
如果在定义枚举类型时指定元素的值，也可以改变枚举元素的值。例如：
enum weekday{sun=7,mon=1,tue,wed,thu,fri,sat}day；
这时，sun 为 7，mon 为 1，以后元素顺次加 1，所以 sat 就是 6 了。
③ 枚举值可以用来作判断。例如：
if (day==mon) {…}
if (day>mon) {…}
枚举值的比较规则是：按其在说明时的顺序号比较，如果说明时没有人为指定，则第一个枚举元素的值认作 0。例如，mon>sun，sat>fri。
C 语言教程 ?216?
④ 一个整数不能直接赋给一个枚举变量，必须强制进行类型转换才能赋值。例如：
day=(enum weekday)2；
这个赋值的意思是，将顺序号为 2 的枚举元素赋给 day，相当于workday=tue；
【例 11.6】从键盘输入一个整数，显示与该整数对应的枚举常量的英文名称。
# include
void main( )
{
enum weekday {sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat} day；
int k；
printf("input a number(0--6)")；
scanf("%d",&k)；
day=(enum weekday)k；
switch(day)
{
case sun： printf("sunday/n")；break；
case mon： printf("monday/n")；break；
case tue： printf("tuesday/n")；break；
case wed： printf("wednesday/n")；break；
case thu： printf("thursday/n")；break；
case fri： printf("friday/n")；break；
case sat： printf("satday/n")；break；
default： printf("input error/n")；break；
}
}
程序运行结果为：
input a number(0--6)1
monday
在该程序中，枚举常量与枚举变量可以进行比较，但要输出枚举常量对应的英文单词，不能使用以下语句：
printf(" %s",mon)；
因为枚举常量 mon 为整数值，而非字符串。
在使用枚举变量时，主要关心的不是它的值的大小，而是其表示的状态。

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////}

限定内容

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例：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 * const pStr;

char string[4] = "bbc";

const char *p1 =" string"; //1式

const pStr p2 =" string"; //2式

p1++;

p2++;

答案与分析：

问题出在p2++上。

1）const使用的基本形式： const type m;限定m不可变。替换基本形式中的m为1式中的*p1，替换后const char *p1;限定*p1不可变，当然p1是可变的，因此问题中p1++是对的。替换基本形式中的type为2式中的pStr，替换后const pStr m;限定m不可变，题中的pStr就是一种新类型，因此问题中p2不可[1] 变，p2++是错误的。

指针举例

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例一

下面分别用const限定不可变的内容是什么？

1）const在前面

const int nValue； //int是const

const char *pContent; //char是const, pContent可变

const char* const pContent; //pContent和*pContent都是const

2）const在后面，与上面的声明对等

int const nValue; //nValue是const

char const * pContent; //*pContent是const, pContent可变

char* const pContent; //pContent是const,*pContent可变

char const* const pContent; //pContent和*pContent都是const

答案与分析：

const和指针一起使用是C语言中一个很常见的困惑之处，在实际开发中，特别是在看别人代码的时候，常常会因为这样而不好判断作者的意图，下面讲一下我的判断原则：

const只修饰其后的变量，至于const放在类型前还是类型后并没有区别。如：const int a和int const a都是修饰a为const。注意*不是一种类型，如果*pType之前是某类型，那么pType是指向该类型的指针

一个简单的判断方法：指针运算符*，是从右到左，那么如：char const * pContent，可以理解为char const (* pContent)，即* pContent为const，而pContent则是可变的。[1]

例二

int const * p1,p2;

p2是const；(*p1)是一整体，因此(*p1)是const，但p1是可变的。int * p1,p2只代表p1是指向整型的指针，要表示p1、p2都是指针是需写成int * p1,* p2。所以无论是* const p1,p2还是const * p1,p2，里面的*都是属于p1的。

例三

int const * const p1,p2;

p2是const，是前一个const修饰的，*p1也被前一个const修饰，而p1被后一个const修饰。

例四

int * const p1,p2;

p1是const，（* const p1）是整体，所以const不修饰p2。

例五

指针指向及其指向变量的值的变化

const在*的左边，则指针指向的变量的值不可直接通过指针改变（可以通过其他途径改变）；在*的右边，则指针的指向不可变。简记为“左定值，右定向”。

1）指针指向的变量的值不能变，指向可变

int x = 1;

int y = 2;

const int* px = &x;

int const* px = &x; //这两句表达式一样效果

px = &y; //正确，允许改变指向

*px = 3; //错误，不允许改变指针指向的变量的值

2）指针指向的变量的值可以改变，指向不可变

int x = 1;

int y = 2;

int* const px = &x;

px = &y; //错误，不允许改变指针指向

*px = 3; //正确，允许改变指针指向的变量的值

3）指针指向的变量的值不可变，指向不可变

int x = 1;

int y = 2;

const int* const px = &x;

int const* const px = &x;

px = &y; //错误，不允许改变指针指向

*px = 3; //错误，不允许改变指针指向的变量的值

补充

在c中，对于const定义的指针，不赋初值编译不报错，

int* const px;这种定义是不允许的。（指针常量定义的时候对其进行初始化）

int const *px;这种定义是允许的。（常指针可以再定义的时候不初始化）

但是，在C++中

int* const px;和const int* const px;会报错，const int* px;不报错。

必须初始化指针的指向int* const px = &x;const int* const px=&x;

强烈建议在初始化时说明指针的指向，防止出现野指针！

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在C++中const的作用：

3-1-1

#include <stdio.h>

int main()
{
const int c = 0;
int* p = (int*)&c;

printf("Begin...\n");

*p = 5;

printf("c = %d\n", c);

printf("End...\n");

return 0;
}

delphi@delphi-vm:~/code$ gcc test.c
delphi@delphi-vm:~/code$ ./a.out
Begin...
c = 5
End...

delphi@delphi-vm:~/code$ g++ test.cpp
delphi@delphi-vm:~/code$ ./a.out
Begin...
c = 0
End...
delphi@delphi-vm:~/code$

C语言中，C的只可以改变，C++中C的值不可以改变。

3-1-2

#include <stdio.h>

int main()
{
const int c = 0;
int* p = (int*)&c;

printf("Begin...\n");

*p = 5;

printf("c = %d\n", c);
printf("*P = %d\n", *p);
printf("End...\n");

return 0;
}

delphi@delphi-vm:~/code$ gcc test.c
delphi@delphi-vm:~/code$ ./a.out
Begin...
c = 5
*P = 5
End...
delphi@delphi-vm:~/code$ g++ test.cpp
delphi@delphi-vm:~/code$ ./a.out
Begin...
c = 0
*P = 5
End...
delphi@delphi-vm:~/code$

3-2

#include <stdio.h>

void f()
{
#define a 3
const int b = 4;
}

void g()
{
printf("a = %d\n", a);
//printf("b = %d\n", b);
}

int main()
{
const int A = 1;
const int B = 2;
int array[A + B] = {0};
int i = 0;

for(i=0; i<(A + B); i++)
{
printf("array[%d] = %d\n", i, array[i]);
}

f();
g(); //#define宏，是在宏处理中预处理的，在编译之前。编译不知道什么是宏，宏定义的符号，没有作用域之分，const和枚举有作用于，（如果不用extern定义）只能用于定义的函数内。

return 0;
}

delphi@delphi-vm:~/code$ gcc test.c
test.c: In function ‘main’:
test.c:19: error: variable-sized object may not be initialized
test.c:19: warning: excess elements in array initializer
test.c:19: warning: (near initialization for ‘array’)

delphi@delphi-vm:~/code$ g++ test.cpp
delphi@delphi-vm:~/code$ ./a.out
array[0] = 0
array[1] = 0
array[2] = 0
a = 3
delphi@delphi-vm:~/code$

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0 0