关于const char*和char*、const char** 和char** 赋值问题

根据ANSI C标准的赋值约束条件：

 

    1. 两个操作数都是指向有限定符或无限定符的相容类型的指针。

 

    2. 左边指针所指向的类型必须具有右边指针所指向类型的全部限定符。

 

一、const char*和char*

 

    const char*的类型是：“指向一个具有const限定符的char类型的指针”。（不能修改其值）

 

    char*的类型是：“指向一个char类型的指针”。

 

    因此const char*和char*都是指向char类型的指针，只不过constchar*指向的char类型是const的。

 

    因此对于代码：

 

char* src;

const char* dest ;

dest = src;

 

    这样赋值是正确的，因为:

 

    * 操作数指向的都是char类型，因此是相容的

 

    * 左操作数具有有操作数所指向类型的全部限定符（右操作数没有限定符），同时自己有限定符（const）

 

    如果反过来赋值就违反了赋值的约束条件：src指向的对象的值可以修改，而dest指向的对象的值不可修改

如果让src去指向dest所指向的那个不可修改的对象，如果合法，岂不是变得可修改了？

 

src = dest; // 这样赋值，左操作数指向的类型没有右操作数指向类型的const限定符，不符合约束条件2

 

 

2. const char** 和char**

 

    const char**的类型是：“指向一个有const限定符的char类型的指针的指针”。

 

    char**的类型是：“指向一个char类型的指针的指针”。

 

    对于const char** 和char**来说，二者都是没有限定符的指针类型，但是它们指向的类型不一样，前者指向char*，    而后者指向constchar*，因此它们不相容，所以char**类型的操作数不能赋值给const char**类型的操作数。

 

    即对于下列代码，编译器会报错：char**src;

const char** dest;

dest = src;

// error: invalidconversion from `char**' to `const char**'

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

const

1. 限定符声明变量只能被读

   const int i=5;

   int j=0;

   ...

   i=j;  //非法，导致编译错误

   j=i;  //合法

2. 必须初始化

   const int i=5;    //合法

   const int j;      //非法，导致编译错误

3. 在另一连接文件中引用const常量

   extern const int i;     //合法

   extern const int j=10; //非法，常量不可以被再次赋值

4. 便于进行类型检查

   用const方法可以使编译器对处理内容有更多了解。

   #define I=10

   const long &i=10;   /*dapingguo提醒：由于编译器的优化，使得在constlong i=10; 时i不被分配内存，而是已10直接代入以后的引用中，以致在以后的代码中没有错误，为达到说教效果，特别地用&i明确地给出了i的内存分配。不过一旦你关闭所有优化措施，即使const long i=10;也会引起后面的编译错误。*/

   char h=I;      //没有错

   char h=i;      //编译警告，可能由于数的截短带来错误赋值。

5. 可以避免不必要的内存分配

   #define STRING "abcdefghijklmn\n"

   const charstring[]="abcdefghijklm\n";

   ...

   printf(STRING);   //为STRING分配了第一次内存

   printf(string);   //为string一次分配了内存，以后不再分配

   ...

   printf(STRING);   //为STRING分配了第二次内存

   printf(string);

   ...

   由于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，

   而不是象#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

   若干个拷贝。

6. 可以通过函数对常量进行初始化

   int value();

   const int i=value();

   dapingguo说：假定对ROM编写程序时，由于目标代码的不可改写，本语句将会无效，不过可以变通一下：

   const int &i=value();

   只要令i的地址处于ROM之外，即可实现：i通过函数初始化，而其值有不会被修改。

7. 是不是const的常量值一定不可以被修改呢？

   观察以下一段代码：

   const int i=0;

   int *p=(int*)&i;

   p=100;

   通过强制类型转换，将地址赋给变量，再作修改即可以改变const常量值。

8. 请分清数值常量和指针常量，以下声明颇为玩味：

   int ii=0;

   const int i=0;            //i是常量，i的值不会被修改

   const int *p1i=&i;        //指针p1i所指内容是常量，可以不初始化

   int * const p2i=ⅈ     //指针p2i是常量，所指内容可修改

   const int * const p3i=&i; //指针p3i是常量，所指内容也是常量

   p1i=ⅈ                  //合法

   *p2i=100;                 //合法

 

关于C++中的const关键字的用法非常灵活，而使用const将大大改善程序的健壮性，参考了康建东兄的const使用详解一文，对其中进行了一些补充，写下了本文。

1.       const常量，如const int max =100;

优点：const常量有数据类型，而宏常量没有数据类型。编译器可以对前者进行类型安全检查，而对后者只进行字符替换，没有类型安全检查，并且在字符替换时可能会产生意料不到的错误（边际效应）

 

2.       const 修饰类的数据成员。如：

class A

{  

 

const int size;

 

    … }

 

 

const数据成员只在某个对象生存期内是常量，而对于整个类而言却是可变的。因为类可以创建多个对象，不同的对象其const数据成员的值可以不同。所以不能在类声明中初始化const数据成员，因为类的对象未被创建时，编译器不知道const 数据成员的值是什么。如

class A

{

const int size =100;    //错误

intarray[size];         //错误，未知的size

}

 

const数据成员的初始化只能在类的构造函数的初始化表中进行。要想建立在整个类中都恒定的常量，应该用类中的枚举常量来实现。如

class A

{…

enum {size1=100,size2 = 200 };

int array1[size1];

int array2[size2];

}

 

枚举常量不会占用对象的存储空间，他们在编译时被全部求值。但是枚举常量的隐含数据类型是整数，其最大值有限，且不能表示浮点数。

 

3.       const修饰指针的情况，见下式：

int b = 500;

const int* a =&           [1]

int const *a =&           [2]

int* const a =&           [3]

const int* const a= &     [4]

 

如果你能区分出上述四种情况，那么，恭喜你，你已经迈出了可喜的一步。不知道，也没关系，我们可以参考《Effective c++》Item21上的做法，如果const位于星号的左侧，则const就是用来修饰指针所指向的变量，即指针指向为常量；如果const位于星号的右侧，const就是修饰指针本身，即指针本身是常量。因此，[1]和[2]的情况相同，都是指针所指向的内容为常量（const放在变量声明符的位置无关），这种情况下不允许对内容进行更改操作，如不能*a = 3 ；[3]为指针本身是常量，而指针所指向的内容不是常量，这种情况下不能对指针本身进行更改操作，如a++是错误的；[4]为指针本身和指向的内容均为常量。

 

4.     const的初始化

 

先看一下const变量初始化的情况

1) 非指针const常量初始化的情况：A b;

const A a = b;

 

2) 指针const常量初始化的情况：

A* d = new A();

const A* c = d;

或者：const A* c = newA();

3）引用const常量初始化的情况：

A f;

const A& e =f;      // 这样作e只能访问声明为const的函数，而不能访问 一          

 

 

般的成员函数；

 

    [思考1]： 以下的这种赋值方法正确吗？

    const A* c=new A();

    A* e = c;

    [思考2]： 以下的这种赋值方法正确吗？

    A* const c = new A();

    A* b = c;

 

 

5.     另外const 的一些强大的功能在于它在函数声明中的应用。在一个函数声明中，const 可以修饰函数的返回值，或某个参数；对于成员函数，还可以修饰是整个函数。有如下几种情况，以下会逐渐的说明用法：A& operator=(const A& a);

void fun0(const A*a );

void fun1( )const; // fun1( ) 为类成员函数

const A fun2( );

 

 

1） 修饰参数的const，如 voidfun0(const A* a ); void fun1(const A& a);

调 用函数的时候，用相应的变量初始化const常量，则在函数体中，按照const所修饰的部分进行常量化，如形参为const A* a，则不能对传递进来的指针的内容进行改变，保护了原指针所指向的内容；如形参为const A& a，则不能对传递进来的引用对象进行改变，保护了原对象的属性。

[注意]：参数const通常用于参数为指针或引用的情况，且只能修饰输入参数;若输入参数采用“值传递”方式，由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数，该参数本就不需要保护，所以不用const修饰。

 

 

[总结]对于非内部数据类型的输入参数，因该将“值传递”的方式改为“const引用传递”，目的是为了提高效率。例如，将void Func(A a)改为void Func(const A &a)

      对于内部数据类型的输入参数，不要将“值传递”的方式改为“const引用传递”。否则既达不到提高效率的目的，又降低了函数的可理解性。例如void Func(int x)不应该改为void Func(const int &x)

 

 

2） 修饰返回值的const，如const Afun2( ); const A* fun3( );

这样声明了返回值后，const按照"修饰原则"进行修饰，起到相应的保护作用。const Rational operator*(const Rational& lhs, constRational& rhs)

{

returnRational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),

lhs.denominator()* rhs.denominator());

}

 

返回值用const修饰可以防止允许这样的操作发生:Rational a,b;

Radional c;

(a*b) = c;

 

一般用const修饰返回值为对象本身（非引用和指针）的情况多用于二目操作符重载函数并产生新对象的时候。 [总结]

 

 

1.     一般情况下，函数的返回值为某个对象时，如果将其声明为const时，多用于操作符的重载。通常，不建议用const修饰函数的返回值类型为某个对象或对某个对象引用的情况。原因如下：如果返回值为某个对象为const（const A test = A 实例）或某个对象的引用为const（const A& test = A实例），则返回值具有const属性，则返回实例只能访问类A中的公有（保护）数据成员和const成员函数，并且不允许对其进行赋值操作，这在一般情况下很少用到。

 

 

2.       如果给采用“指针传递”方式的函数返回值加const修饰，那么函数返回值（即指针）的内容不能被修改，该返回值只能被赋给加const 修饰的同类型指针。如：

 

 

const char *GetString(void);

 

 

如下语句将出现编译错误：

 

 

char*str=GetString();

 

 

正确的用法是：

 

 

const char*str=GetString();

 

 

3.     函数返回值采用“引用传递”的场合不多，这种方式一般只出现在类的赙值函数中，目的是为了实现链式表达。如：

 

 

class A

{…

A &operate =(const A &other); //负值函数

}

A a,b,c;              //a,b,c为A的对象

…

a=b=c;            //正常

(a=b)=c;          //不正常，但是合法

 

 

若负值函数的返回值加const修饰，那么该返回值的内容不允许修改，上例中a=b=c依然正确。(a=b)=c就不正确了。

[思考3]： 这样定义赋值操作符重载函数可以吗？

const A&operator=(const A& a);

 

 

6.     类成员函数中const的使用

一般放在函数体后，形如：voidfun() const;

任何不会修改数据成员的函数都因该声明为const类型。如果在编写const成员函数时，不慎修改了数据成员，或者调用了其他非const成员函数，编译器将报错，这大大提高了程序的健壮性。如：

 

 

class Stack

{

public:

      void Push(int elem);

      int Pop(void);

 

      int GetCount(void) const;   //const 成员函数

private:

      int m_num;

      int m_data[100];

};

 

 

intStack::GetCount(void) const

 

{

++m_num;              //编译错误，企图修改数据成员m_num

Pop();                    //编译错误，企图调用非const函数

Return m_num;

}

 

 

7.       使用const的一些建议

 

1 要大胆的使用const，这将给你带来无尽的益处，但前提是你必须搞清楚原委；

2 要避免最一般的赋值操作错误，如将const变量赋值，具体可见思考题；

3 在参数中使用const应该使用引用或指针，而不是一般的对象实例，原因同上；

4 const在成员函数中的三种用法（参数、返回值、函数）要很好的使用；

5 不要轻易的将函数的返回值类型定为const;

6除了重载操作符外一般不要将返回值类型定为对某个对象的const引用;

 

[思考题答案]

1 这种方法不正确，因为声明指针的目的是为了对其指向的内容进行改变，而声明的指针e指向的是一个常量，所以不正确；

2 这种方法正确，因为声明指针所指向的内容可变；

3 这种做法不正确；

在constA::operator=(const A& a)中，参数列表中的const的用法正确，而当这样连续赋值的时侯，问题就出现了：

A a,b,c:

(a=b)=c;

因为a.operator=(b)的返回值是对a的const引用，不能再将c赋值给const常量。

 

C函数形参里面为何要用:constchar *inputString

保护实参指针指向的数据不被意外改写。

const char*inputString;//定义指向常量的指针

指针本身地址值可以增减，也可以给指针更换指向的常量，但是指向的内容有常量性质，指向的内容不能被更改。即：

inputString++;//这是可以的。

(*inputString)++;//这是禁止的。

 

强制类型转换的实质是告诉编译器,"这可行, 这行的通... 至于程序会不会出错, 编译器则不管, 因为你都说可行了."

 

两个操作数都是指向有限定符或无限定符的相容类型的指针，左边指针所指向的类型必须具有右边指针所指向类型的全部限定符。

 

正是这个条件，使得函数调用中实参char*能够与形参const char *匹配（在C标准库中，所有的字符串处理函数就是这样的）。

 

函数那部分的时候，有一个很重要的概念是区别：值传递、指针传递、引用传值(好像是这三种说法)。

 

我觉得要理解这部分知识点，首先应该知道不同种类的变量在内存中是如何分配存储的，它们的生命周期多长等这些问题，然后在理解哪三种情况就好理解了。函数的参数一般都

 

是在stack栈上分配的，所以它的生命周期就在它所属的函数内，函数执行完毕的时候，它的内存将被回收。

 

如果我们想在函数内对实际参数进行操作(不是对形式参数的副本)的话，一般会使用引用，即声明函数的形式参数为引用类型，比如char * fun(char * &p)，这样实参和形参为同一个变量，我们在函数中操作形参p就等于直接在操作实参变量。我看C++语法书的时候，书上说这样用还有一个好处是，在调用函数的时候，不用再为形式参数分配内存了，这样执行效率会高一点儿。

 

下面是函数形参为指针的几种情况：

 

#include<iostream>

using namespacestd;

 

char* func1(char*p);

void func2(char*p);

void func3(char *&p);

 

char s1[]="原来的";

char s2[]="指向我了吗";

 

int main()

{

    char *ptr=s1;

    cout<<ptr<<endl;

    ptr=func1(ptr);      //返回值改变ptr使它指向另一个地址

//func2(ptr);   //ptr的指向没有改变，func2函数中改变的只是它的副本(一个局部变量)

//func3(ptr);   //改变了ptr的指向，func3函数的形式参数为引用类型，实参和形参是同一个变量

    cout<<ptr<<endl;

    return 0;

}

 

char* func1(char*p)

{

    p=s2;

    return p;

}

void func2(char*p)

{

    p=s2;

}

void func3(char *&p)

{

    p=s2;

}