C/C++ Const 小知识

半纸渊

发布于 2019-04-01 10:56:15

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发布于 2019-04-01 10:56:15

文章被收录于专栏：Code_iOS Code_iOSCode_iOS

Const

Const 特点

[描述] 在 C、C++、D 和 JavaScript 编程语言中，const是一个类型限定符一个应用于数据类型的关键字，表示数据是只读的。Const - Wiki

它是一个默认关键字
它是一个修饰符(类型限定符：专门用于修饰数据类型的修饰符)
它修饰的数据是只读的

Const 作用推导

基本类型 - 读写

一个正常的类型定义：

int num;

首先，编译器在读取 int num; 的时候，从左往右读取：

先是 int 表明是整型数据，分配 xxx 个字节 ( xxx 根据不同平台数量不同 )，
再 num 表明是一个名为 num 的数据，
再读取到 ; 表示结束 ( 当然有些语言是没有 ; 但是有换行，即读取到换行符，表示结束 )，
那么 int num; 最后表示是一个名为 num 且可读写的整型数据。

画内存区块：(这很简单，不用解释了~)

// 读 (read)
int var = num; // OK
// 写 (write)
num = 100; // OK

/****** RW *****/           /***** RW *****/
/**/  var   /**/ <-- read - /**/  num   /**/  <-- write - 100
/**************/            /**************/

那么加上 const 会变成怎样呢？

基本类型 - 只读

// [] 表示可选
[const] int [const] num;
// 即 有：
const int num; // 第一种
// 或
int const num; // 第二种
// 或 , 这里会报 Duplicate 'const' declaration specifier.
// 即至左向右的第二个 const 不能加。
const int const num; // 第?种
// 所以共 两种 写法。

[ 第一种 ] 首先，编译器在读取 const int num; 的时候，从左往右读取：

先是 const 表明是只读的数据类型，
再到 int 表明是整型数据，分配 xxx 个字节 ( xxx 根据不同平台数量不同 )，
这时候 const int 就表明是一个只读的整型数据；
再 num 表明是一个名为 num 的数据，
再读取到 ; 表示结束 ( 当然有些语言是没有 ; 但是有换行，即读取到换行符，表示结束 )
那么 const int num; 最后表示是一个名为 num 的只读整型数据。

画内存区块：

// 读 (read)
int var = num; // OK
// 写 (write) ?
num = 100; // error

/****** RW *****/           /***** RO *****/
/**/  var   /**/ <-- read - /**/  num   /**/  <-X- write ? - 100
/**************/            /**************/

[ 第二种 ] 首先，编译器在读取 int const num; 的时候，从左往右读取：

先是 int 表明是整型数据，分配 xxx 个字节 ( xxx 根据不同平台数量不同 )，
再到 const 表明是只读的数据类型，
这时候 int const 就表明是一个只读的整型数据；
再 num 表明是一个名为 num 的数据，
再读取到 ; 表示结束 ( 当然有些语言是没有 ; 但是有换行，即读取到换行符，表示结束 )
那么 const int num; 最后表示是一个名为 num 的只读整型数据。

画内存区块：

// 读 (read)
int var = num; // OK
// 写 (write) ?
num = 100; // error

/****** RW *****/           /***** RO *****/
/**/  var   /**/ <-- read - /**/  num   /**/  <-X- write ? - 100
/**************/            /**************/

明显地，第一种和第二种结果是一样的，因为编译器在读取的时候，最后产生的语义是一样的，那么结果当然是一样的。

结：int num; 和 [const] int [const] num; 唯一区别是 num 自身这块内存是否可写，即后者的内存写功能被关闭了。

指针类型 - 读写

int * num;

首先，编译器在读取 int * num; 的时候，从左往右读取：

先是 int 表明是整型数据，分配 xxx 个字节 ( xxx 根据不同平台数量不同 )，
再读取到 * ，由于是在数据定义中存在，即表明是指针类型，
即 int *, 表明是一个整型的指针类型数据，
再读取到 num 表明是一个名为 num 的数据，
最后读取到 ; 表示结束 ( 当然有些语言是没有 ; 但是有换行，即读取到换行符，表示结束 )，
那么 int * num; 最后表示是一个名为 num 且保存着可读写的整型的指针数据 ( 保存整型数据内存地址的数据 )。

画内存区块：

int no;
int * num = &no;

// *num 读 (read)
int var = *num; // OK, var = no
// *num 写 (write)
*num = 200; // OK

// num 读
int * n1 = num; // OK
// num 写
num = &no; // OK

/****** RW *****/           /************* RW ***********/
/**/  var   /**/ <-- read - /**/         no           /**/  <-- write - 100
/**************/            /***** RW(对于 num 而言) *****/
                             ⬇️       ⬆️
                             ⬇️(read) ⬆️(write, 200)  (*num)
                             ⬇️       ⬆️
/****** RW *****/           /************* RW *************/
/**/   n1   /**/ <-- read - /**/           num          /**/  <-- write - &no
/**************/            /******************************/

对于 num 指针类型，这里就出现了两个内存区块：

保存 num 自身的内存区块 ( num 保存了 no 变量的内存区块地址 )
no 自身的内存区块地址

同样的方法加个 const 看看？

指针类型 - 只读

从形式上看无非是增加了一个修饰位。

// [] 表示可选
[const] int [const] * [const] num;
// 即 有：
const int * num; // 第一种
// 或
int const * num; // 第二种
// 或
int * const num; // 第三种
// 或
const int * const num; // 第四种, 等价于 int const * const num; 
// 或 , 这里会报 Duplicate 'const' declaration specifier.
// 即至左向右的第二个 const 不能加。
const int const * const num; // 第?种
// 所以一共四种写法。

[第一种] 首先，编译器在读取 const int * num; 的时候，从左往右读取：

先是 const 表明是只读的数据类型，
再 int 表明是整型数据，分配 xxx 个字节 ( xxx 根据不同平台数量不同 )，
这时候 const int 就表明是一个只读的整型数据；
再读取到 * ，由于是在数据定义中存在，即表明是指针类型数据，
即 constint *, 表明是一个只读的整型的指针类型，
再读取到 num 表明是一个名为 num 的数据，
最后读取到 ; 表示结束 ( 当然有些语言是没有 ; 但是有换行，即读取到换行符，表示结束 )，
那么 const int * num; 最后表示是一个名为 num 且保存只读的整型的指针数据。

画内存区块：

int no;
const int * num = &no;

// *num 读 (read)
// 右值 *num 可理解成，从 num 中得到 no 的内存地址，再从 no 中读取内容。
int var = *num; // OK
// *num 写 (write) ?
// 左值 *num 可理解成，从 num 中得到 no 的内存地址，由于表明了 no 的地址是只读指向，所以无法从 no 中读取内容。
*num = 200; // error

// num 读 
int * n1 = num; // OK
// num 写
num = no; // OK
                    
/****** RW *****/           /************* RW ***********/
/**/  var   /**/ <-- read - /**/         no           /**/  <-- write - 100
/**************/            /***** RO(对于 num 而言) *****/
                           ⬇️       ⬆️
                           ⬇️(read) ⬆️(write, 200 ?) (*num)
                           ⬇️       ⬆️
/****** RW *****/           /************* RW *************/
/**/   n1   /**/ <-- read - /**/           num          /**/  <-- write - &no
/**************/            /******************************/

图可能不好理解，这里表明的是 num 自身的内存可读写，但是 num 保存的内存地址是只读的。( num 自身的内存地址由系统(程序)保存着 )

即，系统保存着 num 内存地址且可读写，num 保存着 no 的内存地址，但修饰成了只读。

[第二种] 首先，编译器在读取 int const * num; 的时候，从左往右读取：

先 int 表明是整型数据，分配 xxx 个字节 ( xxx 根据不同平台数量不同 )，
再是 const 表明是只读的数据类型，
这时候 int const 就表明是一个只读的整型数据；
再读取到 * ，由于是在数据定义中存在，即表明是指针类型，
即 int const *, 表明是一个只读的整型的指针类型数据，
再读取到 num 表明是一个名为 num 的数据，
最后读取到 ; 表示结束 ( 当然有些语言是没有 ; 但是有换行，即读取到换行符，表示结束 )，
那么 int const * num; 最后表示是一个名为 num 且保存只读的整型的指针数据。

第一种和第二种，语义上是一样的所以结果肯定是一样的。

[第三种] 首先，编译器在读取 int * const num; 的时候，从左往右读取：

先 int 表明是整型数据，分配 xxx 个字节 ( xxx 根据不同平台数量不同 )，
再读取到 * ，由于是在数据定义中存在，即表明是指针类型，
这时候 int * 就表明是一个整型的指针类型数据；
再是 const 表明是只读的数据类型，
即 int * const, 表明是一个整型的指针类型的只读的数据，
再读取到 num 表明是一个名为 num 的数据，
最后读取到 ; 表示结束 ( 当然有些语言是没有 ; 但是有换行，即读取到换行符，表示结束 )，
那么 int * const num; 最后表示是一个名为 num 且整型的指针类型的只读的数据。

画内存区块：

int no;
int * const num = &no;

// *num 读 (read)
// 右值 *num 可理解成，从 num 中得到 no 的内存地址，再从 no 中读取内容。
int var = *num; // OK
// *num 写 (write)
// 左值 *num 可理解成，从 num 中得到 no 的内存地址，再向 no 中写入内容。
*num = 200; // OK

// num 读 
int * n1 = num; // OK
// num 写 ?
num = no; // error
                    
/****** RW *****/           /************* RW ***********/
/**/  var   /**/ <-- read - /**/         no           /**/  <-- write - 100
/**************/            /***** RW(对于 num 而言) *****/
                            ⬇️       ⬆️
                            ⬇️(read) ⬆️(write, 200) (*num)
                            ⬇️       ⬆️
/****** RW *****/           /************* RO *************/
/**/   n1   /**/ <-- read - /**/           num          /**/  <-X- write ? - &no
/**************/            /******************************/

[第四种] 首先，编译器在读取 const int * const num; 的时候，从左往右读取：

先是 const 表明是只读的数据类型，
再读取到 int 表明是整型数据，分配 xxx 个字节 ( xxx 根据不同平台数量不同 )
这时候 const int 就表明是一个只读的整型数据，
再读取到 * ，由于是在数据定义中存在，即表明是指针类型，
即 int const *, 表明是一个只读的整型的指针类型的数据，
再读取到 const 表明是只读的数据类型，
即 int const * const 表明是一个只读的整型的指针类型的只读的数据
再读取到 num 表明是一个名为 num 的数据，
最后读取到 ; 表示结束 ( 当然有些语言是没有 ; 但是有换行，即读取到换行符，表示结束 )，
那么 int * const num; 最后表示是一个名为 num 且只读的整型的指针类型的只读的数据。

画内存区块：

int no;
int * const num = &no;

// *num 读 (read)
// 右值 *num 可理解成，从 num 中得到 no 的内存地址，再从 no 中读取内容。
int var = *num; // OK
// *num 写 (write) ?
// 左值 *num 可理解成，从 num 中得到 no 的内存地址，由于表明了 no 的地址是只读指向，所以无法从 no 中读取内容。
*num = 200; // error

// num 读 
int * n1 = num; // OK
// num 写 ?
num = no; // error
                    
/****** RW *****/           /************* RW ***********/
/**/  var   /**/ <-- read - /**/         no           /**/  <-- write - 100
/**************/            /***** RO(对于 num 而言) *****/
                            ⬇️       ⬆️
                            ⬇️(read) ⬆️(write, 200 ? ) (*num)
                            ⬇️       ⬆️
/****** RW *****/           /************* RO *************/
/**/   n1   /**/ <-- read - /**/           num          /**/  <-X- write ? - &no
/**************/            /******************************/

内容压缩汇总

/// 基本类型

// num 的内存可读写
int num;
// num 的内存只读，不可写
const int num; // 等价于 int const num;

/// 一级指针类型

// num 自身内存可读写; num 指向的内存可读写
int * num;
// num 自身内存可读写; num 指向的内存只读，不可写
const int * num; // 等价于 int const * num;
// num 自身内存只读，不可写; num 指向的内存可读写 
int * const num;
// num 自身内存只读，不可写; num 指向的内存只读，不可写
const int * const num;

对于基本类型，只需要考虑自身的内存的读写性，一旦加 const 修饰不管放那都是只读。( 因为从语义上看不管 const 放那它也只有一种结果 )
对于一级指针类型，考虑的内存有两块，一个是自身的内存，一个是指向的内存；const 一旦紧挨着变量名，即自身的内存只读，其它情况都是指向的内存只读。
对于多级指针类型，若有 x 个 * ，那么要考虑的就是 ( x + 1 ) 个内存块的问题了。
还有 int const 和 const int ，编译器都会直接转换成 const int。

知识扩展

二级指针类型的例子：

int N = 8;
int const NC = 8;
int * n;
int * const n0 = NULL;
int const * n1 = NULL;
int const * const n2 = NULL;
int const ** const n3 = NULL;
int * const * const n4 = NULL;

// [] 表示可选
// [const] int [const] * [const] * [const] num;

// num 自身的内存，*num 指向的内存， **num 指向的内存，一共三块内存
// num 的数据类型是：int ** const, *num 的数据类型是：int * [const], **num 的数据类型是：int .
// const 修饰 num 自身内存，即 num 自身的内存只读
int ** const num = NULL;
**num = N; // OK
*num = n;  // OK
*num = n0; // OK
num = &n0; // error ?

// num 自身的内存，*num 指向的内存， **num 指向的内存，一共三块内存
// num 的数据类型是：int * [const] * , *num 的数据类型是：int * const, **num 的数据类型是：int .
// const 修饰 *num 指向的内存，即 *num 指向的内存只读
int * const * num;
**num = N; // OK
*num = n0; // error ?
num = &n0; // OK
num = &n;  // OK

// num 自身的内存，*num 指向的内存， **num 指向的内存，一共三块内存
// num 的数据类型是：int const **, *num 的数据类型是：int [const] * [const], **num 的数据类型是：int const .
// const 修饰 **num 指向的内存，即 **num 指向的内存只读
int const ** num;
**num = NC; // error ?
*num = n;  // OK
*num = n0; // OK
*num = n1; // OK
*num = n2; // OK
num = n3;  // OK

// num 自身的内存，*num 指向的内存， **num 指向的内存，一共三块内存
// num 的数据类型是：int * const * const, *num 的数据类型是：int * const, **num 的数据类型是：int .
// 最右边的 const 修饰 num 自身内存，即 num 自身的内存只读
// const 修饰 *num 指向的内存，即 *num 指向的内存只读
int * const * const num = NULL;
**num = N; // OK
*num = n0; // error ?
num = n4;  // error ?

如果对上面的内容有疑惑，那么就动手画画内存图~~吧！！！

现在掌握了吗？

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原始发表：2019.03.27 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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