C++的顶层const和底层const的理解

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最近，又一次翻开C++primer，决定仔细研究一下自己以前没搞懂的顶层const和底层const，这次看了后感觉明白了，所以记录下来，以后可以没事翻阅，增加记忆。首先，const是一个限定符，被它修饰的变量的值不能改变。对于一般的变量来说，其实没有顶层const和底层const的区别，而只有向指针这类复合类型的基本变量，才有这样的区别。

 一 如何区分顶层const和底层const

指针如果添加const修饰符时有两种情况：

1  指向常量的指针：代表 不能改变其指向内容的指针。声明时const可以放在类型名前后都可，拿int类型来说，声明时：const int和int const 是等价的。声明指向常量的指针也就是 底层const，下面举一个例子：

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1. int num_a = 1;  
2. int const  *p_a = &num_a; //底层const  
3. //*p_a = 2;  //错误，指向“常量”的指针不能改变所指的对象  

注意：指向“常量”的指针不代表它所指向的内容一定是常量，只是代表不能通过解引用符（操作符*）来改变它所指向的内容。上例中指针p_a指向的内容就不是常量，可以通过赋值语句：num_a=2;  来改变它所指向的内容。

2 常量指针：代表指针本身是常量，声明时必须初始化，之后它存储的地址值就不能再改变。声明时const必须放在指针符号*后面，即：*const 。声明常量指针就是顶层const，下面举一个例子：

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1. int num_b = 2;  
2. int *const p_b = &num_b; //顶层const  
3. //p_b = &num_a;  //错误，常量指针不能改变存储的地址值  

其实顶层const和底层const很简单， 一个指针本身添加const限定符就是顶层const，而指针所指的对象添加const限定符就是底层const。 

二 区分顶层const和底层const的作用

为啥非要区分顶层const和底层const呢，根据C++primer的解释，区分后有两个作用。

1 执行对象拷贝时有限制，常量的底层const不能赋值给非常量的底层const。也就是说，你只要能正确区分顶层const和底层const，你就能避免这样的赋值错误。下面举一个例子：

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1. int num_c = 3;  
2. const int *p_c = &num_c;  //p_c为底层const的指针  
3. //int *p_d = p_c;  //错误，不能将底层const指针赋值给非顶层const指针  
4. const int *p_d = p_c; //正确，可以将底层const指针复制给底层const指针  

2 使用命名的强制类型转换函数const_cast时，需要能够分辨底层const和顶层const，因为const_cast只能改变运算对象的底层const。下面举一个例子：

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1. int num_e = 4;  
2. const int *p_e = &num_e;  
3. //*p_e = 5;  //错误，不能改变底层const指针指向的内容  
4. int *p_f = const_cast<int *>(p_e);  //正确，const_cast可以改变运算对象的底层const。但是使用时一定要知道num_e不是const的类型。  
5. *p_f = 5;  //正确，非顶层const指针可以改变指向的内容  
6. cout << num_e;  //输出5  

三 练习

说了这么多，应该练习一下，const int *const*const* pppi 是顶层const还是底层const？

答案当然是底层const，因为int前面const限定符，而最后一个*后面没有const限定符。看最后一个例子：

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1. const int a = 1;  //a是顶层const  
2. //int * pi = &a;  //错误，&a是底层const，不能赋值给非底层const   
3. const int * pi = &a; //正确，&a是底层const，可以赋值给底层const  
4. const int *const *const ppi = &pi  //即是底层const，也是顶层const  
5. const int  *const *const *pppi = &ppi; //底层const  

说了这么多，大家清楚了吧？