const关键字到底该怎么用 |
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前言 我们都知道使用const关键字限定一个变量为只读,但它是真正意义上的只读吗?实际中又该如何使用const关键字?在解答这些问题之前,我们需要先理解const关键字的基本使用。本文说明C中的const关键字,不包括C++。 基本介绍const是constant的简写,是不变的意思。但并不是说它修饰常量,而是说它限定一个变量为只读。 修饰普通变量例如: const int NUM = 10; //与int const NUM等价NUM = 9; //编译错误,不可再次修改由于使用了const修饰NUM,使得NUM为只读,因此尝试对NUM再次赋值的操作是非法的,编译器将会报错。正因如此,如果需要使用const修饰一个变量,那么它只能在开始声明时就赋值,否则后面就没有机会了(后面会讲到一个特殊情况)。 修饰数组例如使用const关键字修饰数组,使其元素不允许被改变: const int arr[] = {0,0,2,3,4}; //与int const arr[]等价arr[2] = 1; //编译错误试图修改arr的内容的操作是非法的,编译器将会报错: error: assignment of read-only location ‘arr[2]’修饰指针修饰指针的情况比较多,主要有以下几种情况:1.const 修饰 *p,指向的对象只读,指针的指向可变: int a = 9;int b = 10;const int *p = &a;//p是一个指向int类型的const值,与int const *p等价*p = 11; //编译错误,指向的对象是只读的,不可通过p进行改变p = &b; //合法,改变了p的指向这里为了便于理解,可认为const修饰的是*p,通常使用*对指针进行解引用来访问对象,因而,该对象是只读的。 2.const修饰p,指向的对象可变,指针的指向不可变: int a = 9;int b = 10;int * const p = &a;//p是一个const指针*p = 11; //合法,p = &b; //编译错误,p是一个const指针,只读,不可变3.指针不可改变指向,指向的内容也不可变 int a = 9;int b = 10;const int * const p = &a;//p既是一个const指针,同时也指向了int类型的const值*p = 11; //编译错误,指向的对象是只读的,不可通过p进行改变p = &b; //编译错误,p是一个const指针,只读,不可变看完上面几种情况之后是否会觉得混乱,并且难以记忆呢?我们使用一句话总结:const放在*的左侧任意位置,限定了该指针指向的对象是只读的;const放在*的右侧,限定了指针本身是只读的,即不可变的。 如果还不是很好理解,我们可以这样来看,去掉类型说明符,查看const修饰的内容,上面三种情况去掉类型说明符int之后,如下: const *p; //修饰*p,指针指向的对象不可变* const p; //修饰p,指针不可变const * const p; //第一个修饰了*p,第二个修饰了p,两者都不可变const右边修饰谁,就说明谁是不可变的。上面的说法仅仅是帮助理解和记忆。借助上面这种理解,就会发现以下几种等价情况: const int NUM = 10; //与int const NUM等价int a = 9;const int *p = &a;//与int const *p等价const int arr[] = {0,0,2,3,4}; //与int const arr[]等价const关键字到底有什么用前面介绍了这么多内容,是不是都常用呢?const关键字到底有什么用? 修饰函数形参实际上,为我们可以经常发现const关键字的身影,例如很多库函数的声明: char *strncpy(char *dest,const char *src,size_t n);//字符串拷贝函数int *strncmp(const char *s1,const char *s2,size_t n);//字符串比较函数通过看strncpy函数的原型可以知道,源字符串src是只读的,不可变的,而dest并没有该限制。我们通过一个小例子继续观察: //test.c#includevoid myPrint(const char *str);void myPrint(const char *str){ str[0] = 'H'; printf("my print:%s\n",str);}int main(void){ char str[] = "hello world"; myPrint(str); return 0;}在这个例子中,我们不希望myPrint函数修改传入的字符串内容,因此入参使用了const限定符,表明传入的字符串是只读的,因此,如果myPrint函数内部如果尝试对str进行修改,将会报错: $ gcc -o test test.ctest.c:6:12: error: assignment of read-only location ‘*str’ str[0] = 'H';因此,我们自己在编码过程中,如果确定传入的指针参数仅用于访问数据,那么应该将其声明为一个指向const限定类型的指针,避免函数内部对数据进行意外地修改。 修饰全局变量我们知道,使用全局变量是一种不安全的做法,因为程序的任何部分都能够对全局数据进行修改。而如果对全局变量增加const限定符(假设该全局数据不希望被修改),就可以避免被程序其他部分修改。这里有两种使用方式。第一种,在a文件中定义,其他文件中使用外部声明,例如:a.h //a.hconst int ARR[] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}; //定义int数组b.c //b.cextern const int ARR[]; //注意,这里不能再对ARR进行赋值//后面可以使用ARR第二种,在a文件中定义,并使用static修饰,b文件包含a文件,例如:a.h //a.hstatic const int ARR[] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}; //定义int数组b.c //b.c#include//后面可以使用ARR注意,这里必须使用static修饰,否则多个文件包含导致编译会出现重复定义的错误。有兴趣的可以尝试一下。 const修饰的变量是真正的只读吗?使用const修饰之后的变量真的是完全的只读吗?看下面这个例子: #include int main(void){ const int a = 2018; int *p = &a; *p = 2019; printf("%d\n",a); return 0;}运行结果: 2019可以看到,我们通过另外定义一个指针变量,将被const修饰的a的值改变了。那么我们不禁要问,const到底做了什么呢?它修饰的变量是真正意义上的只读吗?为什么它修饰的变量的值仍然可以改变? #includeint main(void){ int a = 2019; //const int a = 2019; printf("%d\n",a); return 0;}我们分别获取有const修饰和无const修饰的汇编代码。无const修饰,汇编代码: .LC0: .string "%d\n"main: push rbp mov rbp, rsp sub rsp, 16 mov DWORD PTR [rbp-4], 2019 mov eax, DWORD PTR [rbp-4] mov esi, eax mov edi, OFFSET FLAT:.LC0 mov eax, 0 call printf mov eax, 0 leave ret有const修饰,汇编代码: .LC0: .string "%d\n"main: push rbp mov rbp, rsp sub rsp, 16 mov DWORD PTR [rbp-4], 2019 mov eax, DWORD PTR [rbp-4] mov esi, eax mov edi, OFFSET FLAT:.LC0 mov eax, 0 call printf mov eax, 0 leave ret我们发现,并没有任何差异!当然这一个例子并不能说明所有的问题。但是我们要知道的是,const关键字告诉了编译器,它修饰的变量不能被改变,如果代码中发现有类似改变该变量的操作,那么编译器就会捕捉这个错误。 那么它在实际中的意义之一是什么呢?帮助程序员提前发现问题,避免不该修改的值被意外地修改,但是无法完全保证不被修改!例如我们可以通过对指针进行强转: #includevoid myPrint(const char *str);void myPrint(const char *str){ char *b = (char *)str; b[0] = 'H'; printf("my print:%s\n",b);}int main(void){ char str[] = "hello world"; myPrint(str); return 0;} 运行结果: my print:Hello world也就是说,const关键字是给编译器用的,帮助程序员提早发现可能存在的问题。但是实际中永远不要写这样的代码! 总结介绍了这么多,关键点如下: const关键字让编译器帮助我们发现变量不该被修改却被意外修改的错误。 const关键字修饰的变量并非真正意义完完全全的只读。 对于不该被修改的入参,应该用const修饰,这是const使用的常见姿势。 const修饰的变量只能正常赋值一次。 不要试图将非const数据的地址赋给普通指针。 不要忽略编译器的警告,除非你很清楚在做什么。 虽然可以通过某种不正规途径修改const修饰的变量,但是永远不要这么做。 思考与#define相比,const有什么优点? const关键字到底该什么时候用? 原文出处:https://www.cnblogs.com/bianchengzhuji/p/10335837.html 作者:守望先生 |
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