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const在C语言中的用法详解

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

const在C语言中算是一个比较新的描述符,我们称之为常量修饰符,意即其所修饰的对象为常量(immutable)。

我们来分情况看语法上它该如何被使用。

1、函数体内修饰局部变量。

例:

void func(){
    const int a=0;
}

首先,我们先把const这个单词忽略不看,那么a是一个int类型的局部自动变量,我们给它赋予初始值0。

然后再看const.

const作为一个类型限定词,和int有相同的地位。

const int a;
int const a;

是等价的。于是此处我们一定要清晰的明白,const修饰的对象是谁,是a,和int没有关系。const 要求他所修饰的对象为常量,不可被改变,不可被赋值,不可作为左值(l-value)。

这样的写法也是错误的。

const int a;
a=0;

这是一个很常见的使用方式,如下:

const double pi=3.14;

在程序的后面如果企图对pi再次赋值或者修改就会出错。

然后看一个稍微复杂的例子。

const int* p;

还是先去掉const 修饰符号。
注意,下面两个是等价的。

int* p;
int *p;

其实我们想要说的是,*p是int类型。那么显然,p就是指向int的指针。
同理

const int* p;

其实等价于

const int (*p);
int const (*p);

即,*p是常量。也就是说,p指向的数据是常量。
于是

p+=8; //合法
*p=3; //非法,p指向的数据是常量。

那么如何声明一个自身是常量指针呢?方法是让const尽可能的靠近p;

int* const p;

const右面只有p,显然,它修饰的是p,说明p不可被更改。然后把const去掉,可以看出p是一个指向 int形式变量的指针。
于是

p+=8; //非法
*p=3; //合法

再看一个更复杂的例子,它是上面二者的综合

const int* const p;

说明p自己是常量,且p指向的变量也是常量。
于是

p+=8; //非法
*p=3; //非法

const 还有一个作用就是用于修饰常量静态字符串。
例如:

const char* name=David;

如果没有const,我们可能会在后面有意无意的写name[4]=’x’这样的语句,这样会导致对只读内存区域的赋值,然后程序会立刻异常终止。有了const,这个错误就能在程序被编译的时候就立即检查出来,这就是const的好处。让逻辑错误在编译期被发现。

const 还可以用来修饰数组

const char s[]=David;

与上面有类似的作用。

2、在函数声明时修饰参数

来看实际中的一个例子。

NAME
memmove -- copy byte string

LIBRARY
Standard C Library (libc, -lc)

SYNOPSIS
#include

void *
memmove(void *dst, const void *src, size_t len);

这是标准库中的一个函数,用于按字节方式复制字符串(内存)。
它的第一个参数,是将字符串复制到哪里去(dest),是目的地,这段内存区域必须是可写。
它的第二个参数,是要将什么样的字符串复制出去,我们对这段内存区域只做读取,不写。

于是,我们站在这个函数自己的角度来看,src 这个指针,它所指向的内存内所存储的数据在整个函数执行的过程中是不变。于是src所指向的内容是常量。于是就需要用const修饰。
例如,我们这里这样使用它。

const char* s=hello;
char buf[100];
memmove(buf,s,6); //这里其实应该用strcpy或memcpy更好

如果我们反过来写,

memmove(s,buf,6);

那么编译器一定会报错。事实是我们经常会把各种函数的参数顺序写反。事实是编译器在此时帮了我们大忙。如果编译器静悄悄的不报错,(在函数声明处去掉const即可),那么这个程序在运行的时候一定会崩溃。

这里还要说明的一点是在函数参数声明中const一般用来声明指针而不是变量本身。例如,上面的size_t len,在函数实现的时候可以完全不用更改len的值,那么是否应该把len也声明为常量呢?可以,可以这么做。我们来分析这么做有什么优劣。如果加了const,那么对于这个函数的实现者,可以防止他在实现这个函数的时候修改不需要修改的值(len),这样很好。但是对于这个函数的使用者,

  1. 这个修饰符号毫无意义,我们可以传递一个常量整数或者一个非常量整数过
    去,反正对方获得的只是我们传递的一个copy。
  2. 暴露了实现。我不需要知道你在实现这个函数的时候是否修改过len的值。

所以,const一般只用来修饰指针。

再看一个复杂的例子

int execv(const char *path, char *const argv[]);

着重看后面这个,argv.它代表什么。
如果去掉const,我们可以看出

char * argv[];

argv是一个数组,它的每个元素都是char 类型的指针。如果加上const.那么const修饰的是谁呢?他修饰的是一个数组,argv[],意思就是说这个数组的元素是只读的。那么数组的元素的是什么类型呢?是char 类型的指针.也就是说指针是常量,而它指向的数据不是。
于是

argv[1]=NULL; //非法
argv[0][0]='a'; //合法

3、全局变量。

我们的原则依然是,尽可能少的使用全局变量。
我们的第二条规则 则是,尽可能多的使用const。
如果一个全局变量只在本文件中使用,那么用法和前面所说的函数局部变量没有什么区别。
如果它要在多个文件间共享,那么就牵扯到一个存储类型的问题。

有两种方式。
1.使用extern
例如

/* file1.h */
extern const double pi;
/* file1.c */
const double pi=3.14;

然后其他需要使用pi这个变量的,包含file1.h

#include file1.h

或者,自己把那句声明复制一遍就好。
这样做的结果是,整个程序链接完后,所有需要使用pi这个变量的共享一个存储区域。

2.使用static,静态外部存储类

/* constant.h */
static const pi=3.14;

需要使用这个变量的.c文件中,必须包含这个头文件。前面的static一定不能少。否则链接的时候会报告说该变量被多次定义。这样做的结果是,每个包含了constant.h的.c文件,都有一份该变量自己的copy,该变量实际上还是被定义了多次,占用了多个存储空间,不过在加了static关键字后,解决了文件间重定义的冲突。坏处是浪费了存储空间,导致链接完后的可执行文件变大。但是通常,这个,小小几字节的变化,不是问题。好处是,你不用关心��个变量是在哪个文件中被初始化的。

最后,说说const的作用。
const 的好处,是引入了常量的概念,让我们不要去修改不该修改的内存。直接的作用就是让更多的逻辑错误在编译期被发现。所以我们要尽能的多使用const。但是很多人并不习惯使用它,更有甚者,是在整个程序 编写/调试 完后才补const。如果是给函数的声明补const,尚好。如果是给 全局/局部变量补const,那么……那么,为时已晚,无非是让代码看起来更漂亮了。关于const的使用,曾有一个笑话说,const 就像安全套,事前要记牢。

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