C語(yǔ)言的那些小秘密之const修飾符

         或許還有不少人對(duì)于const修飾符理解的并不深刻，都只是停留在一個(gè)比較淺的層面上，僅僅是在讀別人代碼的時(shí)候看到了const修飾符的使用，自己的寫(xiě)代碼的過(guò)中從未使用過(guò)，所以自然對(duì)于const修飾符比較陌生。那么到底什么是const修飾符，我們?cè)谧约壕帉?xiě)C語(yǔ)言代碼的過(guò)程中又該如何有效的使用const修飾符呢，現(xiàn)在讓我們來(lái)學(xué)習(xí)下const修飾符的使用。

　　const在C語(yǔ)言中算是一個(gè)比較新的描述符，我們稱(chēng)之為常量修飾符，即就是說(shuō)其所修飾的對(duì)象為常量。當(dāng)你代碼中想要設(shè)法阻止一個(gè)變量被改變，那么這個(gè)時(shí)候可以選擇使用const關(guān)鍵字。在你給一個(gè)變量加上const修飾符的同時(shí)，通常需要對(duì)它進(jìn)行初始化，在之后的程序中就不能再去改變它。

　　可能有的人會(huì)有一個(gè)疑問(wèn)，我們不是有在C中有預(yù)處理指令#define VariableName VariableValue 可以很方便地進(jìn)行值替代，干嘛還要引入const修飾符呢?!這是因?yàn)轭A(yù)處理語(yǔ)句雖然可以很方便的進(jìn)行值得替代，但它有個(gè)比較致命的缺點(diǎn)，即預(yù)處理語(yǔ)句僅僅只是簡(jiǎn)單值替代，缺乏類(lèi)型的檢測(cè)機(jī)制。這樣預(yù)處理語(yǔ)句就不能享受C編譯器嚴(yán)格類(lèi)型檢查的好處，正是由于這樣，使得它的使用存在著一系列的隱患和局限性。

　　在講解const修飾符之前，我們?cè)诖耸紫冉o出const修飾符的幾個(gè)典型作用：

　　1. const類(lèi)型定義：指明變量或?qū)ο蟮闹凳遣荒鼙桓?引入目的是為了取代預(yù)編譯指令

　　2. 可以保護(hù)被修飾的東西，防止意外的修改，增強(qiáng)程序的健壯性;

　　3. 編譯器通常不為普通const常量分配存儲(chǔ)空間，而是將它們保存在符號(hào)表中，這使得它成為一個(gè)編譯期間的常量，沒(méi)有了存儲(chǔ)與讀內(nèi)存的操作，使得它的效率也很高。

　　4. 可以節(jié)省空間，避免不必要的內(nèi)存分配。

　　接下來(lái)看看具體的使用。

　　一、const修飾符在函數(shù)體內(nèi)修飾局部變量。

　　const int n=5;

　　和

　　int const n=5;

　　是等價(jià)的。我們?cè)诰幊痰倪^(guò)程中一定要清楚的知道const修飾的對(duì)象是誰(shuí)，在這里修飾的是n，和int沒(méi)有關(guān)系。const 要求他所修飾的對(duì)象為常量，不能被改變，同時(shí)也不能夠被賦值，所以下面這樣的寫(xiě)法是錯(cuò)誤的。

　　const int n;

　　n=0;

　　對(duì)于上面的情況是比較容易理解的，但是當(dāng)const與指針一起使用時(shí)，就容易讓人感到迷惑。例如，下面我們來(lái)看看一個(gè)p和q的聲明：

　　const int *p;

　　int const *q;

　　看了上面的代碼可能有人會(huì)覺(jué)得 const int *p;表示的是const int類(lèi)型的指針(const直接修飾int)，而 int const *q;表示的是int類(lèi)型的const指針(const直接修飾指針)。實(shí)際上，在上面的聲明中p和q都被聲明為const int類(lèi)型的指針。而int類(lèi)型的const指針應(yīng)該這樣聲明：

　　int * const r= &n;

　　以上的p和q都是指向const int類(lèi)型的指針，也就是說(shuō)，你在以后的程序里不能改變*p的值。而r是一個(gè)const指針，它在聲明的時(shí)候被初始化指向變量n(即r=&n;)之后，r的值將不再允許被改變，但*r的值可以改變。在此對(duì)于判斷const的修飾對(duì)象給出一種常使用的方法，我們以*為界線，如果const位于*的左側(cè)，則const就是用來(lái)修飾指針?biāo)赶虻淖兞浚粗羔樦赶驗(yàn)槌Ａ?如果const位于*的右側(cè)，const就是修飾指針本身，即指針本身是常量。

　　還是給個(gè)代碼來(lái)加深下大家的印象吧。

　　#include

　　int main(int argc, char* argv[])

　　{

　　int ss=9;

　　int * const r= &ss;

　　printf("%dn",*r);

　　printf("%dn",ss);

　　*r=100;

　　printf("%dn",*r);

　　printf("%dn",ss);

　　return 0;

　　}

　　運(yùn)行結(jié)果如下：

　　簡(jiǎn)單的來(lái)分析下吧，因?yàn)閞指向的是ss的地址，所以修改r指向的地址單元的值的同時(shí)ss的值也隨之變化。

　　結(jié)合上述兩種const修飾的情況，我們現(xiàn)在應(yīng)該可以完成如何聲明一個(gè)指向const int類(lèi)型的const指針，如下：

　　const int * const r=&ss;

　　這個(gè)時(shí)候我們既不能修改*r的值也不能修改r的值。

　　接下來(lái)看看const用于修飾常量靜態(tài)字符串，例如：例如：

　　const char* str="fdsafdsa";

　　如果沒(méi)有const的修飾，我們可能會(huì)在后面有意無(wú)意的寫(xiě)str[4]='x'這樣的語(yǔ)句，這樣會(huì)導(dǎo)致對(duì)只讀內(nèi)存區(qū)域的賦值，然后程序會(huì)立刻異常終止。有了const，這個(gè)錯(cuò)誤就能在程序被編譯的時(shí)候就立即檢查出來(lái)，這就是const的好處。讓邏輯錯(cuò)誤在編譯期被發(fā)現(xiàn)。

　　二、const在函數(shù)聲明時(shí)修飾參數(shù)

　　void *memmove( void* dest, const void* src, size_t count ); 這是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的一個(gè)函數(shù)，在頭文件#include 中聲明，其功能為由src所指內(nèi)存區(qū)域復(fù)制count個(gè)字節(jié)到dest所指內(nèi)存區(qū)域。用于按字節(jié)方式復(fù)制字符串(內(nèi)存)。它的第一個(gè)參數(shù)，是將字符串復(fù)制到哪里去(dst),是目的地，這段內(nèi)存區(qū)域必須是可寫(xiě)。它的第二個(gè)參數(shù)，是要將什么樣的字符串復(fù)制出去，我們對(duì)這段內(nèi)存區(qū)域只做讀取，不寫(xiě)。于是，我們站在這個(gè)函數(shù)自己的角度來(lái)看，src 這個(gè)指針，它所指向的內(nèi)存內(nèi)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在整個(gè)函數(shù)執(zhí)行的過(guò)程中是不變。于是src所指向的內(nèi)容是常量。于是就需要用const修飾。另外需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)就是src和dest所指內(nèi)存區(qū)域可以重疊，但復(fù)制后dest內(nèi)容會(huì)被更改。函數(shù)返回指向dest的指針。

　　例如，我們這里這樣使用它。

　　#include

　　#include

　　int main(int argc, char* argv[])

　　{

　　const char* str="hello";

　　char buf[10];

　　memmove(buf,str,6);

　　printf("%sn",buf);

　　return 0;

　　}

　　運(yùn)行結(jié)果如下：

　　如果我們反過(guò)來(lái)寫(xiě)，memmove(str,buf,6);那么編譯器一定會(huì)報(bào)錯(cuò)。事實(shí)是我們經(jīng)常會(huì)把各種函數(shù)的參數(shù)順序?qū)懛?。事?shí)是編譯器在此時(shí)幫了我們大忙。如果編譯器靜悄悄的不報(bào)錯(cuò)，即在函數(shù)聲明void *memmove( void* dest, const void* src, size_t count ); 處去掉const即可，那么這個(gè)程序在運(yùn)行的時(shí)候一定會(huì)崩潰。這里還要說(shuō)明的一點(diǎn)是在函數(shù)參數(shù)聲明中const一般用來(lái)聲明指針而不是變量本身。例如，上面的size_t len,在函數(shù)實(shí)現(xiàn)的時(shí)候可以完全不用更改len的值，那么是否應(yīng)該把len也聲明為常量呢?可以，可以這么做。我們來(lái)分析這么做有什么優(yōu)劣。如果加了const,那么對(duì)于這個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)者，可以防止他在實(shí)現(xiàn)這個(gè)函數(shù)的時(shí)候修改不需要修改的值(len),這樣很好。但是對(duì)于這個(gè)函數(shù)的使用者，

　　1.飾符號(hào)毫無(wú)意義，我們可以傳遞一個(gè)常量整數(shù)或者一個(gè)非常量整數(shù)過(guò)去，反正對(duì)方獲得的只是我們傳遞的一個(gè)copy。

　　2實(shí)現(xiàn)。我不需要知道你在實(shí)現(xiàn)這個(gè)函數(shù)的時(shí)候是否修改過(guò)len的值。

　　所以，const一般只用來(lái)修飾指針。再看一個(gè)復(fù)雜的例子

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

　　著重看后面這個(gè)，argv.它代表什么。如果去掉const,我們可以看出char * argv[]，argv是一個(gè)數(shù)組，它的每個(gè)元素都是char *類(lèi)型的指針。如果加上const.那么const修飾的是誰(shuí)呢?修飾的是一個(gè)數(shù)組，argv[]意思就是說(shuō)這個(gè)數(shù)組的元素是只讀的。那么數(shù)組的元素的是什么類(lèi)型呢?是char *類(lèi)型的指

　　針.也就是說(shuō)指針是常量，而它指向的數(shù)據(jù)不是。于是

　　argv[1]=NULL; //非法

　　argv[0][0]='a'; //合法

　　三、const作為全局變量

　　在程序中，我們要盡可能少的使用全局變量。因?yàn)槠渥饔糜蚴侨?，所以程序范圍?nèi)都可以修改它的值，從而導(dǎo)致了全局變量不能保證值的正確性，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤非常難以發(fā)現(xiàn)。如果在多線程中使用全局變量，你的程序?qū)?huì)錯(cuò)的一塌糊涂。多線程會(huì)修改另一個(gè)線程使用的全局變量的值，如果不注意，一旦出錯(cuò)后果不堪設(shè)想。所以在這種情況下萬(wàn)不得意不要使用全局變量。我們要盡可能多的使用const。如果一個(gè)全局變量只在本文件中使用，那么用法和前面所說(shuō)的函數(shù)局部變量沒(méi)有什么區(qū)別。如果它要在多個(gè)文件間共享，那么就牽扯到一個(gè)存儲(chǔ)類(lèi)型的問(wèn)題。

　　有兩種方式。

　　1.用extern

　　例如

　　/* pi.h */

　　extern const double pi;

　　/* pi.c */

　　const double pi=3.14;

　　然后其他需要使用pi這個(gè)變量的，包含pi.h

　　#include pi.h

　　或者，自己把那句聲明復(fù)制一遍就好。這樣做的結(jié)果是，整個(gè)程序鏈接完后，所有需要使用pi這個(gè)變量的共享一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域。

　　2.使用static,靜態(tài)外部存儲(chǔ)類(lèi)

　　/* constant.h */

　　static const double pi=3.14;

　　需要使用這個(gè)變量的*.c文件中，必須包含這個(gè)頭文件。前面的static一定不能少。否則鏈接的時(shí)候會(huì)報(bào)告說(shuō)該變量被多次定義。這樣做的結(jié)果是，每個(gè)包含了constant.h的*.c文件，都有一份該變量自己的copy,該變量實(shí)際上還是被定義了多次，占用了多個(gè)存儲(chǔ)空間，不過(guò)在加了static關(guān)鍵字后，解決了文件間重定義的沖突。壞處是浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間，導(dǎo)致鏈接完后的可執(zhí)行文件變大。通常來(lái)說(shuō)，對(duì)于存儲(chǔ)空間字節(jié)的變化不是太大的情況下，不是問(wèn)題。好處是，你不用關(guān)心這個(gè)變量是在哪個(gè)文件中被初始化的。

　　下面再來(lái)看看一段代碼：

　　#include

　　int main()

　　{

　　const int a=12;

　　const int *p=&a; // 這個(gè)是指向常量的指針，指針指向一個(gè)常量

　　p++; //可以指針可以自加、自減

　　p--; //合法

　　int const *q=&a; // 這個(gè)和上面const int *p=&a;是一個(gè)意思

　　int b=12;

　　int * const r=&b; //這個(gè)就是常量指針(常指針)，不能自加、自減,并且要初始化

　　//r++; //編譯出錯(cuò)

　　const int * const t=&b; //這個(gè)就是指向常量的常指針,并且要初始化，用變量初始化

　　//t++; //編譯出錯(cuò)

　　p=&b; //const指針可以指向const和非const對(duì)象

　　q=&b; //合法

　　return 0;

　　}

　　為了便于代碼的閱讀理解，在此就直接在代碼后面加注釋?zhuān)筒辉谶@兒做過(guò)多的講解了。

　　綜上所述，const 的好處，是引入了常量的概念，讓我們不要去修改不該修改的內(nèi)存。直接的作用就是讓更多的邏輯錯(cuò)誤在編譯期被發(fā)現(xiàn)。所以我們要盡可能的多使用const。以上內(nèi)容難免有錯(cuò)，如果錯(cuò)誤，請(qǐng)糾正!如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處!