關於const char*和char*、const char** 和char** 賦值問題

根據ANSI C標準的賦值約束條件:

    1. 兩個操作數都是指向有限定符或無限定符的相容類型的指針。

    2. 左邊指針所指向的類型必須具有右邊指針所指向類型的全部限定符。

一、const char*和char*

    const char*的類型是:“指向一個具有const限定符的char類型的指針”。(不能修改其值)

    char*的類型是:“指向一個char類型的指針”。

    因此const char*和char*都是指向char類型的指針,只不過const char*指向的char類型是const的。

    因此對於代碼:

char* src; 
const char* dest ; 
dest = src;

    這樣賦值是正確的,因爲:

    * 操作數指向的都是char類型,因此是相容的

    * 左操作數具有有操作數所指向類型的全部限定符(右操作數沒有限定符),同時自己有限定符(const)

    如果反過來賦值就違反了賦值的約束條件:src指向的對象的值可以修改,而dest指向的對象的值不可修改
如果讓src去指向dest所指向的那個不可修改的對象,如果合法,豈不是變得可修改了?

src = dest; // 這樣賦值,左操作數指向的類型沒有右操作數指向類型的const限定符,不符合約束條件2


2. const char** 和char**

    const char**的類型是:“指向一個有const限定符的char類型的指針的指針”。

    char**的類型是:“指向一個char類型的指針的指針”。

    對於const char** 和char**來說,二者都是沒有限定符的指針類型,但是它們指向的類型不一樣,前者指向const char*,    而後者指向char*,因此它們不相容,所以char**類型的操作數不能賦值給const char**類型的操作數。

    即對於下列代碼,編譯器會報錯:char** src; 
const char** dest; 
dest = src; 
// error: invalid conversion from `char**' to `const char**' 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

const
1. 限定符聲明變量只能被讀
   const int i=5;
   int j=0;
   ...
   i=j;   //非法,導致編譯錯誤
   j=i;   //合法
2. 必須初始化
   const int i=5;    //合法
   const int j;      //非法,導致編譯錯誤
3. 在另一連接文件中引用const常量
   extern const int i;     //合法
   extern const int j=10; //非法,常量不可以被再次賦值
4. 便於進行類型檢查
   用const方法可以使編譯器對處理內容有更多瞭解。
   #define I=10
   const long &i=10;   /*dapingguo提醒:由於編譯器的優化,使得在const long i=10; 時i不被分配內存,而是已10直接代入 以後的引用中,以致在以後的代碼中沒有錯誤,爲達到說教效 果,特別地用&i明確地給出了i的內存分配。不過一旦你關閉所 有優化措施,即使const long i=10;也會引起後面的編譯錯誤。*/
   char h=I;      //沒有錯
   char h=i;      //編譯警告,可能由於數的截短帶來錯誤賦值。
5. 可以避免不必要的內存分配
   #define STRING "abcdefghijklmn\n"
   const char string[]="abcdefghijklm\n";
   ...
   printf(STRING);   //爲STRING分配了第一次內存
   printf(string);   //爲string一次分配了內存,以後不再分配
   ...
   printf(STRING);   //爲STRING分配了第二次內存
   printf(string);
   ... 
   由於const定義常量從彙編的角度來看,只是給出了對應的內存地址,
   而不是象#define一樣給出的是立即數,所以,const定義的常量在
   程序運行過程中只有一份拷貝,而#define定義的常量在內存中有
   若干個拷貝。
6. 可以通過函數對常量進行初始化
   int value(); 
   const int i=value();
   dapingguo說:假定對ROM編寫程序時,由於目標代碼的不可改寫,本語句將會無效,不過可以變通一下:
   const int &i=value();
   只要令i的地址處於ROM之外,即可實現:i通過函數初始化,而其值有不會被修改。
7. 是不是const的常量值一定不可以被修改呢?
   觀察以下一段代碼:
   const int i=0;
   int *p=(int*)&i;
   p=100;
   通過強制類型轉換,將地址賦給變量,再作修改即可以改變const常量值。
8. 請分清數值常量和指針常量,以下聲明頗爲玩味:
   int ii=0;
   const int i=0;            //i是常量,i的值不會被修改
   const int *p1i=&i;        //指針p1i所指內容是常量,可以不初始化
   int * const p2i=ⅈ     //指針p2i是常量,所指內容可修改
   const int * const p3i=&i; //指針p3i是常量,所指內容也是常量
   p1i=ⅈ                  //合法
   *p2i=100;                 //合法

關於C++中的const關鍵字的用法非常靈活,而使用const將大大改善程序的健壯性,參考了康建東兄的const使用詳解一文,對其中進行了一些補充,寫下了本文。
1.       const常量,如const int max = 100; 
優點:const常量有數據類型,而宏常量沒有數據類型。編譯器可以對前者進行類型安全檢查,而對後者只進行字符替換,沒有類型安全檢查,並且在字符替換時可能會產生意料不到的錯誤(邊際效應)

2.       const 修飾類的數據成員。如:
class A
{   

const int size;

    … }


const數據成員只在某個對象生存期內是常量,而對於整個類而言卻是可變的。因爲類可以創建多個對象,不同的對象其const數據成員的值可以不同。所以不能在類聲明中初始化const數據成員,因爲類的對象未被創建時,編譯器不知道const 數據成員的值是什麼。如
class A
{
const int size = 100;    //錯誤
int array[size];         //錯誤,未知的size
}

const數據成員的初始化只能在類的構造函數的初始化表中進行。要想建立在整個類中都恆定的常量,應該用類中的枚舉常量來實現。如
class A
{…
enum {size1=100, size2 = 200 };
int array1[size1];
int array2[size2]; 
}

枚舉常量不會佔用對象的存儲空間,他們在編譯時被全部求值。但是枚舉常量的隱含數據類型是整數,其最大值有限,且不能表示浮點數。

3.       const修飾指針的情況,見下式:
int b = 500; 
const int* a = &           [1] 
int const *a = &           [2] 
int* const a = &           [3] 
const int* const a = &     [4]

如果你能區分出上述四種情況,那麼,恭喜你,你已經邁出了可喜的一步。不知道,也沒關係,我們可以參考《Effective c++》Item21上的做法,如果const位於星號的左側,則const就是用來修飾指針所指向的變量,即指針指向爲常量;如果const位於星號的右側,const就是修飾指針本身,即指針本身是常量。因此,[1]和[2]的情況相同,都是指針所指向的內容爲常量(const放在變量聲明符的位置無關),這種情況下不允許對內容進行更改操作,如不能*a = 3 ;[3]爲指針本身是常量,而指針所指向的內容不是常量,這種情況下不能對指針本身進行更改操作,如a++是錯誤的;[4]爲指針本身和指向的內容均爲常量。

4.     const的初始化

先看一下const變量初始化的情況 
1) 非指針const常量初始化的情況:A b; 
const A a = b;

2) 指針const常量初始化的情況:
A* d = new A(); 
const A* c = d; 
或者:const A* c = new A(); 
3)引用const常量初始化的情況: 
A f; 
const A& e = f;      // 這樣作e只能訪問聲明爲const的函數,而不能訪問一           


般的成員函數;

    [思考1]: 以下的這種賦值方法正確嗎? 
    const A* c=new A(); 
    A* e = c; 
    [思考2]: 以下的這種賦值方法正確嗎? 
    A* const c = new A(); 
    A* b = c;


5.     另外const 的一些強大的功能在於它在函數聲明中的應用。在一個函數聲明中,const 可以修飾函數的返回值,或某個參數;對於成員函數,還可以修飾是整個函數。有如下幾種情況,以下會逐漸的說明用法:A& operator=(const A& a); 
void fun0(const A* a ); 
void fun1( ) const; // fun1( ) 爲類成員函數 
const A fun2( );


1) 修飾參數的const,如 void fun0(const A* a ); void fun1(const A& a); 
調用函數的時候,用相應的變量初始化const常量,則在函數體中,按照const所修飾的部分進行常量化,如形參爲const A* a,則不能對傳遞進來的指針的內容進行改變,保護了原指針所指向的內容;如形參爲const A& a,則不能對傳遞進來的引用對象進行改變,保護了原對象的屬性。 
[注意]:參數const通常用於參數爲指針或引用的情況,且只能修飾輸入參數;若輸入參數採用“值傳遞”方式,由於函數將自動產生臨時變量用於複製該參數,該參數本就不需要保護,所以不用const修飾。


[總結]對於非內部數據類型的輸入參數,因該將“值傳遞”的方式改爲“const引用傳遞”,目的是爲了提高效率。例如,將void Func(A a)改爲void Func(const A &a)
      對於內部數據類型的輸入參數,不要將“值傳遞”的方式改爲“const引用傳遞”。否則既達不到提高效率的目的,又降低了函數的可理解性。例如void Func(int x)不應該改爲void Func(const int &x)


2) 修飾返回值的const,如const A fun2( ); const A* fun3( ); 
這樣聲明瞭返回值後,const按照"修飾原則"進行修飾,起到相應的保護作用。const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs) 

return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(), 
lhs.denominator() * rhs.denominator()); 
}

返回值用const修飾可以防止允許這樣的操作發生:Rational a,b; 
Radional c; 
(a*b) = c;

一般用const修飾返回值爲對象本身(非引用和指針)的情況多用於二目操作符重載函數併產生新對象的時候。 [總結]


1.     一般情況下,函數的返回值爲某個對象時,如果將其聲明爲const時,多用於操作符的重載。通常,不建議用const修飾函數的返回值類型爲某個對象或對某個對象引用的情況。原因如下:如果返回值爲某個對象爲const(const A test = A 實例)或某個對象的引用爲const(const A& test = A實例) ,則返回值具有const屬性,則返回實例只能訪問類A中的公有(保護)數據成員和const成員函數,並且不允許對其進行賦值操作,這在一般情況下很少用到。


2.       如果給採用“指針傳遞”方式的函數返回值加const修飾,那麼函數返回值(即指針)的內容不能被修改,該返回值只能被賦給加const 修飾的同類型指針。如:


const char * GetString(void);


如下語句將出現編譯錯誤:


char *str=GetString();


正確的用法是:


const char *str=GetString();


3.     函數返回值採用“引用傳遞”的場合不多,這種方式一般只出現在類的賻值函數中,目的是爲了實現鏈式表達。如:


class A
{…
A &operate = (const A &other); //負值函數
}
A a,b,c;              //a,b,c爲A的對象

a=b=c;            //正常
(a=b)=c;          //不正常,但是合法


若負值函數的返回值加const修飾,那麼該返回值的內容不允許修改,上例中a=b=c依然正確。(a=b)=c就不正確了。
[思考3]: 這樣定義賦值操作符重載函數可以嗎? 
const A& operator=(const A& a);


6.     類成員函數中const的使用 
一般放在函數體後,形如:void fun() const; 
任何不會修改數據成員的函數都因該聲明爲const類型。如果在編寫const成員函數時,不慎修改了數據成員,或者調用了其他非const成員函數,編譯器將報錯,這大大提高了程序的健壯性。如:


class Stack
{
public:
      void Push(int elem);
      int Pop(void);

      int GetCount(void) const;   //const 成員函數
private: 
      int m_num;
      int m_data[100];
};


int Stack::GetCount(void) const

{
++m_num;              //編譯錯誤,企圖修改數據成員m_num
Pop();                    //編譯錯誤,企圖調用非const函數
Return m_num;
}


7.       使用const的一些建議

1 要大膽的使用const,這將給你帶來無盡的益處,但前提是你必須搞清楚原委; 
2 要避免最一般的賦值操作錯誤,如將const變量賦值,具體可見思考題; 
3 在參數中使用const應該使用引用或指針,而不是一般的對象實例,原因同上; 
4 const在成員函數中的三種用法(參數、返回值、函數)要很好的使用; 
5 不要輕易的將函數的返回值類型定爲const; 
6除了重載操作符外一般不要將返回值類型定爲對某個對象的const引用;

[思考題答案] 
1 這種方法不正確,因爲聲明指針的目的是爲了對其指向的內容進行改變,而聲明的指針e指向的是一個常量,所以不正確; 
2 這種方法正確,因爲聲明指針所指向的內容可變; 
3 這種做法不正確; 
在const A::operator=(const A& a)中,參數列表中的const的用法正確,而當這樣連續賦值的時侯,問題就出現了: 
A a,b,c: 
(a=b)=c; 
因爲a.operator=(b)的返回值是對a的const引用,不能再將c賦值給const常量。

C函數形參裏面爲何要用:const char *inputString
保護實參指針指向的數據不被意外改寫。 
const char *inputString;//定義指向常量的指針 
指針本身地址值可以增減,也可以給指針更換指向的常量,但是指向的內容有常量性質,指向的內容不能被更改。即: 
inputString++;//這是可以的。 
(*inputString)++;//這是禁止的。

強制類型轉換的實質是告訴編譯器,"這可行, 這行的通... 至於程序會不會出錯, 編譯器則不管, 因爲你都說可行了."

兩個操作數都是指向有限定符或無限定符的相容類型的指針,左邊指針所指向的類型必須具有右邊指針所指向類型的全部限定符。

正是這個條件,使得函數調用中實參char *能夠與形參const char *匹配(在C標準庫中,所有的字符串處理函數就是這樣的)

函數那部分的時候,有一個很重要的概念是區別:值傳遞、指針傳遞、引用傳值(好像是這三種說法)。

我覺得要理解這部分知識點,首先應該知道不同種類的變量在內存中是如何分配存儲的,它們的生命週期多長等這些問題,然後在理解哪三種情況就好理解了。函數的參數一般都

是在stack棧上分配的,所以它的生命週期就在它所屬的函數內,函數執行完畢的時候,它的內存將被回收。

如果我們想在函數內對實際參數進行操作(不是對形式參數的副本)的話,一般會使用引用,即聲明函數的形式參數爲引用類型,比如char * fun(char * &p),這樣實參和形參爲同一個變量,我們在函數中操作形參p就等於直接在操作實參變量。我看C++語法書的時候,書上說這樣用還有一個好處是,在調用函數的時候,不用再爲形式參數分配內存了,這樣執行效率會高一點兒。

下面是函數形參爲指針的幾種情況:

#include <iostream>
using namespace std;

char* func1(char *p);
void func2(char *p);
void func3(char * &p);

char s1[]="原來的";
char s2[]="指向我了嗎";

int main()
{
    char *ptr=s1;
    cout<<ptr<<endl;
    ptr=func1(ptr);      //返回值改變ptr使它指向另一個地址
//func2(ptr);   //ptr的指向沒有改變,func2函數中改變的只是它的副本(一個局部變量)
//func3(ptr);   //改變了ptr的指向,func3函數的形式參數爲引用類型,實參和形參是同一個變量
    cout<<ptr<<endl;
    return 0;
}

char* func1(char *p)
{
    p=s2;
    return p;
}
void func2(char *p)
{
    p=s2;
}
void func3(char * &p)
{
    p=s2;
}

分類: C++學習


來源:http://www.cnblogs.com/chenleiustc/archive/2011/04/09/2010647.html
參考:http://baike.baidu.com/subview/1065598/5048428.htm
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