• C语言的那些小秘密之【const修饰符】


    FROM:  http://blog.csdn.net/bigloomy/article/details/6595197


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        或许还有不少人对于const符理解的并不深刻,都只是停留在一个比较浅的层面上,仅仅是在读别人代码的时候看到了const修饰符的使用,自己的写代码的过中从未使用过,所以自然对于const符比较陌生。那么到底什么是const符,我们在自己编写C语言代码的过程中又该如何有效的使用const符呢,现在让我们来学习下const符的使用。

        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,即就是说其所修饰的对象为常量。当你代码中想要设法阻止一个变量被改变,那么这个时候可以选择使用const关键字。在你给一个变量加上const修饰符的同时,通常需要对它进行初始化,在之后的程序中就不能再去改变它。

        可能有的人会有一个疑问,我们不是有在C中有预处理指令#define VariableName VariableValue 可以很方便地进行值替代,干嘛还要引入const修饰符呢?!这是因为预处理语句虽然可以很方便的进行值得替代,但它有个比较致命的缺点,即预处理语句仅仅只是简单值替代,缺乏类型的检测机制。这样预处理语句就不能享受C编译器严格类型检查的好处,正是由于这样,使得它的使用存在着一系列的隐患和局限性。

        在讲解const修饰符之前,我们在此首先给出const修饰符的几个典型作用:

    1.   const类型定义:指明变量或对象的值是不能被更新,引入目的是为了取代预编译指令

    2.   可以保护被修饰的东西,防止意外的修改,增强程序的健壮性;

    3.   编译器通常不为普通const常量分配存储空间,而是将它们保存在符号表中,这使得它成为一个编译期间的常量,没有了存储与读内存的操作,使得它的效率也很高。

    4.    可以节省空间,避免不必要的内存分配。

     接下来看看具体的使用。

    一、const修饰符在函数体内修饰局部变量。

     const int n=5;

     int const n=5;

    是等价的。我们在编程的过程中一定要清楚的知道const修饰的对象是谁,在这里修饰的是n,和int没有关系。const 要求他所修饰的对象为常量,不能被改变,同时也不能够被赋值,所以下面这样的写法是错误的。
    const int n;
    n=0;

        对于上面的情况是比较容易理解的,但是当const与指针一起使用时,就容易让人感到迷惑。例如,下面我们来看看一个p和q的声明:

     const int *p;
     int const *q;

    看了上面的代码可能有人会觉得 const int *p;表示的是const int类型的指针(const直接修饰int),而 int const *q;表示的是int类型的const指针(const直接修饰指针)。实际上,在上面的声明中p和q都被声明为const int类型的指针。而int类型的const指针应该这样声明:

     int * const r= &n;

        以上的p和q都是指向const int类型的指针,也就是说,你在以后的程序里不能改变*p的值。而r是一个const指针,它在声明的时候被初始化指向变量n(即r=&n;)之后,r的值将不再允许被改变,但*r的值可以改变。在此对于判断const的修饰对象给出一种常使用的方法,我们以*为界线,如果const位于*的左侧,则const就是用来修饰指针所指向的变量,即指针指向为常量;如果const位于*的右侧,const就是修饰指针本身,即指针本身是常量。

        还是给个代码来加深下大家的印象吧。

    #include <stdio.h>

    int main(int argc, char* argv[])
    {
     int ss=9;
     int * const r= &ss;
     printf("%d\n",*r);
     printf("%d\n",ss);
     *r=100;
     printf("%d\n",*r);
     printf("%d\n",ss);

        return 0;
    }

    运行结果如下:

        简单的来分析下吧,因为r指向的是ss的地址,所以修改r指向的地址单元的值的同时ss的值也随之变化。

    结合上述两种const修饰的情况,我们现在应该可以完成如何声明一个指向const int类型的const指针,如下:

    const int * const r=&ss;

        这个时候我们既不能修改*r的值也不能修改r的值。

        接下来看看const用于修饰常量静态字符串,例如:例如:

    const char* str="fdsafdsa";

        如果没有const的修饰,我们可能会在后面有意无意的写str[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。

    二、const在函数声明时修饰参数

        void *memmove( void* dest, const void* src, size_t count ); 这是标准库中的一个函数,在头文件#include <string.h>中声明,其功能为由src所指内存区域复制count个字节到dest所指内存区域。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(dst),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。另外需要强调的一点就是src和dest所指内存区域可以重叠,但复制后dest内容会被更改。函数返回指向dest的指针。

    例如,我们这里这样使用它。

    #include <stdio.h> 
    #include <string.h>

    int main(int argc, char* argv[])
    {
     const char* str="hello";
     char buf[10];
     memmove(buf,str,6); 
     printf("%s\n",buf);

        return 0;
    }

    运行结果如下:

        如果我们反过来写,memmove(str,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,即在函数声明void *memmove( void* dest, const void* src, size_t count ); 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.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?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

    三、const作为全局变量

        在程序中,我们要尽可能少的使用全局变量。因为其作用域是全局,所以程序范围内都可以修改它的值,从而导致了全局变量不能保证值的正确性,如果出现错误非常难以发现。如果在多线程中使用全局变量,你的程序将会错的一塌糊涂。多线程会修改另一个线程使用的全局变量的值,如果不注意,一旦出错后果不堪设想。所以在这种情况下万不得意不要使用全局变量。我们要尽可能多的使用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.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这个变量的,包含pi.h

    #include pi.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 double 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。通常来说,对于存储空间字节的变化不是太大的情况下,不是问题。好处是,你不用关心这个变量是在哪个文件中被初始化的。

    下面再来看看一段代码:

    #include <stdio.h>
    int main()
    {
     const int a=12;
     const int *p=&a;           // 这个是指向常量的指针,指针指向一个常量
     p++;                               //可以指针可以自加、自减
     p--;                                  //合法
    
     int const *q=&a;           // 这个和上面const int *p=&a;是一个意思 
     int b=12;
    
     int * const r=&b;           //这个就是常量指针(常指针),不能自加、自减,并且要初始化
     //r++;                               //编译出错 
    
     const int * const t=&b; //这个就是指向常量的常指针,并且要初始化,用变量初始化
    
     //t++;                                //编译出错
     p=&b;                              //const指针可以指向const和非const对象 
     q=&b;                              //合法
     return 0;
    }


        为了便于代码的阅读理解,在此就直接在代码后面加注释,就不在这儿做过多的讲解了。

        综上所述,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。所以我们要尽可能的多使用const。以上内容难免有错,如果错误,请纠正!如需转载,请注明出处!


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