C语言中const的用法详解

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2021-07-04 04:49

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作者丨李肖遥

来源丨技术让梦想更伟大

const基本介绍

const是constant的简写,用来定义常量,它限定一个变量不允许被改变,产生静态作用。const最开始推出的目的是为了取代预编译指令,取长补短。

与define的对比

  1. define是预编译指令,定义的宏是在预处理阶段展开的,而const是普通变量的定义,是只读变量,且是在编译运行阶段使用的。

  2. define定义的是常量,define定义的宏在编译后消失了,它不占用内存,而const定义的常变量本质上仍然是一个变量,具有变量的基本属性,有类型、占用存储单元,除了不能作为数组的长度,用const定义的常变量具有宏的优点,而且使用更方便。

  3. define定义的对象没有数据类型,编译器只能机械地进行字符替换,没有类型安全检查,即会出现“边际问题”或者是“括号问题”。而const定义的是变量,有数据类型。

下面我们从几个方面来说一下const的用法:

修饰局部变量

const int num=5;
int const num=5;

这两种写法是一样的,都是表示变量num的值不能被改变,用const修饰变量时,一定要初始化,否则之后就不能再进行赋值了(后面会讲到一种特殊情况)。

接下来看看const用于修饰常量静态字符串,例如:

const char* str="techdreamer";

如果没有const的修饰,我们可能会在后不经意间的修改代码,比如str[4]=’D’,这样会导致对只读内存区域的赋值,使程序异常终止。

而加上const修饰之后,这个错误就能在程序被编译的时候立即被检查出来,让逻辑错误在编译期被发现,避免我们在后续中继续debug。

修饰全局变量

全局变量的作用域是整个文件,且全局变量的生存周期为程序运行的整个过程,所以我们应该尽量避免使用全局变量,一旦某个函数改变了全局变量的值,会影响到其他引用这个变量的函数,是一个很隐蔽的操作。

如果一定要用全局变量,应该尽量的使用const进行修饰,防止不必要的人为修改,使用 const 修饰过的局部变量就有了静态特性,它的生存周期也是程序运行的整个过程,虽然有了静态特性,但并不是说它变成了静态变量。

修饰常量指针与指针常量

常量指针

常量指针是指针指向的内容是常量,可以有以下两种定义方式。

const int * num;
int const * num;

以下两点需要注意:

  1. 常量指针说的是不能通过这个指针改变变量的值,但可以通过其他的引用来改变变量的值。
int cnt=5;
const int* num=&cnt;
cnt=6;
  1. 常量指针指向的值不能改变,但这并不意味着指针本身不能改变,常量指针可以指向其他的地址。
int cnt=5;
int tmp=6;
const int* num=&cnt;
num=&tmp;

指针常量

指针常量是指指针本身是个常量,不能再指向其他的地址,写法如下:

int *const num;

需要注意的是,指针常量指向的地址不能改变,但是地址中保存的数值是可以改变的,可以通过其他指向改地址的指针来修改。

int cnt=5;
int *tmp=&cnt;
int* const num=&cnt;
*tmp=6;

区分常量指针和指针常量的关键就在于星号的位置,我们以星号为分界线。

  • 如果const在星号的左边,则为常量指针

  • 如果const在星号的右边则为指针常量

如果我们将星号读作‘指针’,将const读作‘常量’的话,内容正好符合。

  • int const * num;是常量指针,

  • int *const num;是指针常量。

指向常量的常指针

还有一种情况是指向常量的常指针,这相当于是常量指针与指针常量的结合,指针指向的位置不能改变并且也不能通过这个指针改变变量的值,例如

const int* const num;

这个代表num所指向的对象的值以及它的地址本身都不能被改变

修饰函数的形参

根据常量指针与指针常量,const修饰函数的参数也是分为三种情况

  1. 防止修改指针指向的内容
void FUN(char *destin, const char *source);

其中 source 是输入参数,destin 是输出参数。给 source 加上 const 修饰后,如果函数体内的语句试图改动 source 的内容,编译器将报错,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。

  1. 防止修改指针指向的地址
void FUN ( int * const p1 , int * const p2 )

指针p1和指针p2指向的地址都不能修改。

  1. 以上两种的结合。

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:

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, ... );

修饰函数的返回值

如果给以“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,例如

const char * FUN(void);

如下语句将出现编译错误:

char *str = FUN();

正确的用法是

const char *str = FUN();

思考

  • C与C++中的const用法有什么区别?

  • 编译器会给const定义的变量分配存储空间吗?

  • const变量能被其他文件extern引用吗?

参考:C语言中文网

-End-

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