C语言

C 15_C语言const的用法详解

一、const常量的作用和定义方法

有时候我们希望定义这样一种“变量”，它的值不能被改变，在整个作用域中都保持固定， 这样的"变量"称做 常量（const）。

Tips：在C语言中定义和使用 常量（const） 的方法有两种，

    1. #define 宏定义， 该方式定义的常量在程序预编译阶段宏展开时进行字符替换，一般使用全大写标识符定义和使用， 详细介绍见： C-03_C语言预处理命令详解；
    1. 使用 const 修饰定义的“变量”[称做 常量（const）]，其作用域和生命周期与变量相同，建议将常量名的首字母大写，以提醒程序员这是个常量。

例如，用一个变量来表示班级的最大人数，或者表示缓冲区的大小。为了满足这一要求，可以使用const关键字对变量加以限定：

1

const int MaxNum = 100;  // 班级的最大人数

这样 MaxNum 的值就不能被修改了，定义并初始化完成后，任何对 MaxNum 直接赋值的行为都将引发编译错误：

1

MaxNum = 90;  // 语法错误，试图向只读变量（ const 变量）赋值

我们经常将 const 变量称为常量（Constant）。创建常量的格式通常为：

1

const type name = value;

const 和 type 都是用来修饰变量的，它们的位置可以互换，也就是将 type 放在 const 前面：

1

type const name = value;

通常采用第一种方式，不采用第二种方式。另外建议将常量名的首字母大写，以提醒程序员这是个常量。

由于常量一旦被创建后其值就不能再改变，所以常量必须在定义的同时赋值（初始化），后面的任何赋值行为都将引发错误。 初始化常量可以使用任意形式的表达式，只要定义的时候能计算出一个确切值，如下所示：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15

#include <stdio.h>

int getNum(){
    return 100;
}

int main(){
    int n = 90;
    const int MaxNum1 = getNum();  //运行时初始化
    const int MaxNum2 = n;  //运行时初始化
    const int MaxNum3 = 80;  //编译时初始化
    printf("%d, %d, %d\n", MaxNum1, MaxNum2, MaxNum3);

    return 0;
}

const 常量 的作用域和生命周期与变量相同。

二、const 和 指针

const 也可以和指针变量一起使用，这样可以限制指针变量本身，也可以限制指针指向的数据。

const 和指针一起使用会有几种不同的顺序，如下所示：

1
2
3

const int *p1;      // 指向的内存地址可以修改（指向其它内存地址），指向的内存地址中存放的数据不可以修改；
int const *p2;      // 指向的内存地址可以修改（指向其它内存地址），指向的内存地址中存放的数据不可以修改；
int * const p3;     // 指向的内存地址不可以修改，指向的内存地址中存放的数据可以修改；

在前面两种情况下，指针所指向的数据是只读的，也就是 p1、p2 本身的值可以修改（指向其它的内存地址），但它们指向的数据不能被修改， 称做 常量指针。

在最后一种情况下，指针是只读的，也就是 p3 本身的值不能被修改，它指向的数据可以修改,指针常量.

当然，指针本身和它指向的数据都有可能是只读的，下面的两种写法能够做到这一点：

1
2
3

// 指向的内存地址不可以修改（指向其它内存地址），指向得内存地址中的存放的数据也不可以修改；
const int * const p4;
int const * const p5;

const 和指针结合的写法多少有点让初学者摸不着头脑，大家可以这样来记忆：const 离变量名近就是用来修饰指针变量的，离变量名远就是用来修饰指针指向的数据，如果近的和远的都有，那么就同时修饰指针变量以及它指向的数据。

三、const 和函数形参

在C语言中，单独定义 const 变量没有明显的优势，完全可以使用#define命令代替。const 通常用在函数形参中，如果形参是一个指针，为了防止在函数内部修改指针指向的数据，就可以用 const 来限制。

在C语言标准库中，有很多函数的形参都被 const 限制了，下面是部分函数的原型：

1
2
3
4
5
6
7

size_t strlen ( const char * str );
int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );
char * strcat ( char * destination, const char * source );
char * strcpy ( char * destination, const char * source );
int system (const char* command);
int puts ( const char * str );
int printf ( const char * format, ... );

在定义函数时可以使用 const 对形参加以限制，例如查找字符串中某个字符出现的次数：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

#include <stdio.h>
size_t strnchr(const char *str, char ch){
    int i, n = 0, len = strlen(str);
    for(i=0; i<len; i++){
        if(str[i] == ch){
            n++;
        }
    }
   
    return n;
}
int main(){
    char *str = "http://c.biancheng.net";
    char ch = 't';
    int n = strnchr(str, ch);
    printf("%d\n", n);
    return 0;
}

根据 strnchr() 的功能可以推断，函数内部要对字符串 str 进行遍历，不应该有修改的动作，用 const 加以限制，不但可以防止由于程序员误操作引起的字符串修改，还可以给用户一个提示，函数不会修改你提供的字符串。

四、const 和非 const 类型转换

非const 类型 变量赋值给 const 常量（初始化时），编译器隐式的做了类型转换。

当一个指针变量 str1 被 const 限制时，并且类似 const char *str1这种形式，说明指针指向的数据不能被修改；如果将 指针变量str1 赋值给另外一个未被 const 修饰的指针变量 str2，就有可能发生危险。因为通过 str1 不能修改数据，而赋值后通过 str2 能够修改数据了，意义发生了转变，所以编译器不提倡这种行为，会给出错误或警告。

也就是说，const char * 和 char * 是不同的类型，不能将 const char * 类型的数据赋值给 char *类型的变量。但反过来是可以的，编译器允许将char *类型的数据赋值给const char *类型的变量。

这种限制很容易理解，char *指向的数据有读取和写入权限，而const char *指向的数据只有读取权限，降低数据的权限不会带来任何问题，但提升数据的权限就有可能发生危险。

C语言标准库中很多函数的参数都被 const 限制了，但我们在以前的编码过程中并没有注意这个问题，经常将非 const 类型的数据传递给 const 类型的形参，这样做从未引发任何副作用，原因就是上面讲到的，将非 const 类型转换为 const 类型是允许的。

五、提供指针修改const变量

const变量 是禁止被修改的“常量”， 但是这只是语法层面上的限制，实际上通过指针仍然可以修改它的值。 示例：

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14

#include<stdio.h>
int main()
{
    const int v100 = 100;
    int *p = (int *)&v100;
    *p = 101;
    printf("v100: %p/%d\n", &v100, v100);
    printf("pointer: %p/%d\n", p, *p);

    int *p1 = &v100; // 编译报错或警告

    return 0;
}
// 注意： &v100 的到的指针类型是 const int*
C C语言
Licensed under CC BY-NC-SA 4.0