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C语言中const的作用及解析

[日期:2017-03-19] 来源:Linux社区  作者:zhangjiansheng [字体: ]

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。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,任何对 MaxNum 赋值的行为都将引发错误:

  1. MaxNum = 90; //错误,试图向 const 变量写入数据

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

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:

type const name = value;

但我们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。一如既往,初始化常量可以使用任意形式的表达式,如下所示:

  1. #include <stdio.h>
  2. int getNum(){
  3. return 100;
  4. }
  5. int main(){
  6. int n = 90;
  7. const int MaxNum1 = getNum(); //运行时初始化
  8. const int MaxNum2 = n; //运行时初始化
  9. const int MaxNum3 = 80; //编译时初始化
  10. printf("%d, %d, %d\n", MaxNum1, MaxNum2, MaxNum3);
  11. return 0;
  12. }

运行结果:
100, 90, 80

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. const int *p1;
  2. int const *p2;
  3. int * const p3;

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;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(指向不同的数据),但它们指向的数据不能被修改。

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. const int * const p4;
  2. 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。

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

我们自己在定义函数时也可以使用 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. #include <stdio.h>
  2. size_t strnchr(const char *str, char ch){
  3. int i, n = 0, len = strlen(str);
  4. for(i=0; i<len; i++){
  5. if(str[i] == ch){
  6. n++;
  7. }
  8. }
  9. return n;
  10. }
  11. int main(){
  12. char *str = "http://c.biancheng.net";
  13. char ch = 't';
  14. int n = strnchr(str, ch);
  15. printf("%d\n", n);
  16. return 0;
  17. }

运行结果:
3

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,请你放心。

const 和非 const 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 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 *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 const 类型转换为非 const 类型是允许的。

下面是一个将 const 类型赋值给非 const 类型的例子:

  1. #include <stdio.h>
  2. void func(char *str){ }
  3. int main(){
  4. const char *str1 = "c.biancheng.net";
  5. char *str2 = str1;
  6. func(str1);
  7. return 0;
  8. }

第7、8行代码分别通过赋值、传参(传参的本质也是赋值)将 const 类型的数据交给了非 const 类型的变量,编译器不会容忍这种行为,会给出警告,甚至直接报错。

本文永久更新链接地址http://www.linuxidc.com/Linux/2017-03/141938.htm

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