C语言中正确使用const

本文围绕C语言中const关键字展开,探讨其使用问题。介绍了const限定变量不可变以提高程序健壮性,分析了const变量与常量、const限定内容、字符串常量等相关问题,还讲解了const与指针结合时限定元素的判断原则,同时提及ANSI C和标准C++的差异。

基本解释

  const是一个C语言的关键字,它限定一个变量不允许被改变。使用const在一定程度上可以提高程序的健壮性,另外,在观看别人代码的时候,清晰理解const所起的作用,对理解对方的程序也有一些帮助。虽然这听起来很简单,但实际上,const的使用也是c语言中一个比较微妙的地方,微妙在何处呢?请看下面几个问题。

问题:const变量 & 常量

  为什么我象下面的例子一样用一个const变量来初始化数组,ANSI C的编译器会报告一个错误呢?

  const int n = 5;

  int a[n];

  答案与分析:

  1)、这个问题讨论的是“常量”与“只读变量”的区别。常量肯定是只读的,例如5, “abc”,等,肯定是只读的,因为程序中根本没有地方存放它的值,当然也就不能够去修改它。而“只读变量”则是在内存中开辟一个地方来存放它的值,只不过这个值由编译器限定不允许被修改。C语言关键字const就是用来限定一个变量不允许被改变的修饰符(Qualifier)。上述代码中变量n被修饰为只读变量,可惜再怎么修饰也不是常量。而ANSI C规定数组定义时维度必须是“常量”,“只读变量”也是不可以的。

  2)、注意:在ANSI C中,这种写法是错误的,因为数组的大小应该是个常量,而const int n,n只是一个变量(常量 != 不可变的变量,但在标准C++中,这样定义的是一个常量,这种写法是对的),实际上,根据编译过程及内存分配来看,这种用法本来就应该是合理的,只是ANSI C对数组的规定限制了它。

  3)、那么,在ANSI C 语言中用什么来定义常量呢?答案是enum类型和#define宏,这两个都可以用来定义常量。

  问题:const变量 & const 限定的内容

  下面的代码编译器会报一个错误,请问,哪一个语句是错误的呢?

  typedef char * pStr;

  char string[4] = "abc";

  const char *p1 = string;

  const pStr p2 = string;

  p1++;

  p2++;

  答案与分析:

  问题出在p2++上。

  1)、const使用的基本形式: const char m;

  限定m不可变。

  2)、替换1式中的m, const char *pm;

  限定*pm不可变,当然pm是可变的,因此问题中p1++是对的。

  3)、替换1式char, const newType m;

  限定m不可变,问题中的charptr就是一种新类型,因此问题中p2不可变,p2++是错误的。

  问题:const变量 & 字符串常量

  请问下面的代码有什么问题?

  char *p = "i'm hungry!";

  p[0]= 'I';

  答案与分析:

  上面的代码可能会造成内存的非法写操作。分析如下, “i'm hungry”实质上是字符串常量,而常量往往被编译器放在只读的内存区,不可写。p初始指向这个只读的内存区,而p[0] = 'I'则企图去写这个地方,编译器当然不会答应。

  问题:const变量 & 字符串常量2

  请问char a[3] = "abc" 合法吗?使用它有什么隐患?

  答案与分析:

  在标准C中这是合法的,但是它的生存环境非常狭小;它定义一个大小为3的数组,初始化为“abc”,,注意,它没有通常的字符串终止符'/0',因此这个数组只是看起来像C语言中的字符串,实质上却不是,因此所有对字符串进行处理的函数,比如strcpy、printf等,都不能够被使用在这个假字符串上。

  问题:const & 指针

  类型声明中const用来修饰一个常量,有如下两种写法,那么,请问,下面分别用const限定不可变的内容是什么?

  1)、const在前面

  const int nValue; //nValue是const

  const char *pContent; //*pContent是const, pContent可变

  const (char *) pContent;//pContent是const,*pContent可变

  char* const pContent; //pContent是const,*pContent可变

  const char* const pContent; //pContent和*pContent都是const

  2)、const在后面,与上面的声明对等

  int const nValue; // nValue是const

  char const * pContent;// *pContent是const, pContent可变

  (char *) const pContent;//pContent是const,*pContent可变

  char* const pContent;// pContent是const,*pContent可变

  char const* const pContent;// pContent和*pContent都是const

  答案与分析:

  const和指针一起使用是C语言中一个很常见的困惑之处,在实际开发中,特别是在看别人代码的时候,常常会因为这样而不好判断作者的意图,下面讲一下我的判断原则:

  沿着*号划一条线,const和谁在一边,那么谁就是const,即const限定的元素就是它。你可以根据这个规则来看上面声明的实际意义,相信定会一目了然。

  另外,需要注意:对于const (char *) ; 因为char *是一个整体,相当于一个类型(如 char),因此,这是限定指针是const。

http://tech.sina.com.cn/s/2004-09-17/0735426801.shtml

### C语言中 `const` 关键字的使用方法及最佳实践 #### 1. 基本概念 在C语言中,`const`关键字用于声明常量,表明该值在其生命周期内不可被修改。通过使用`const`,可以提高代码的安全性和可读性[^1]。 #### 2. `const`修饰变量 当`const`修饰一个变量时,表示该变量是一个常量,不能被重新赋值。 ```c const int MAX = 100; // MAX = 200; // 编译错误:无法修改常量 ``` 这种用法通常用于定义不会改变的数值,例如数组大小或配置参数。 #### 3. `const`修饰指针 `const`修饰指针时,有以下几种情况: - **`const`放在`*`的左边**:修饰指针所指向的内容,表示指针指向的内容不可更改。 ```c const int *p = &MAX; // *p = 50; // 编译错误:不能修改*p的值 ``` 这种情况下,指针本身可以指向其他地址,但通过指针修改内容是不允许的[^3]。 - **`const`放在`*`的右边**:修饰指针本身,表示指针本身不可更改。 ```c int * const p = &MAX; // p = &another_var; // 编译错误:不能修改指针本身 ``` 这种情况下,指针指向的内容可以通过指针修改,但指针本身不能指向其他地址。 - **同时修饰指针和内容**:指针和其指向的内容都不能更改。 ```c const int * const p = &MAX; // *p = 50; // 编译错误:不能修改*p的值 // p = &another_var; // 编译错误:不能修改指针本身 ``` #### 4. `const`修饰函数返回值 当`const`修饰函数返回值时,表示返回值是一个常量,不能通过返回值进行修改。 ```c const char *fun(void) { char *p = "zxcvbnm"; return p; } int main() { const char *b = fun(); // 正确:返回值为const类型 // b[0] = 'a'; // 编译错误:不能修改返回值内容 return 0; } ``` 注意:如果返回值不是`const`类型,可能会导致意外修改返回值内容的情况发生[^1]。 #### 5. `const`修饰函数形参 当`const`修饰函数形参时,表示在函数内部不能修改该参数的值。 ```c void printString(const char *str) { // str[0] = 'a'; // 编译错误:不能修改const参数 printf("%s\n", str); } ``` 这种用法常见于防止函数内部意外修改传入的参数,尤其是在处理字符串或数组时[^4]。 #### 6. 最佳实践 - 使用`const`可以提高代码的安全性,避免意外修改常量。 - 在函数形参中使用`const`,可以防止函数内部修改传入的参数。 - 对于全局常量,推荐使用`const`而非`#define`,因为`const`具有类型检查功能[^2]。 - 避免不必要的`const`修饰,以免增加代码复杂性。 ```c const int MAX = 100; // 推荐:类型安全 #define MAX 100 // 不推荐:无类型检查 ``` #### 7. 示例代码 以下是一个综合示例,展示`const`在不同场景下的使用: ```c #include <stdio.h> const char *getString() { const char *str = "Hello, World!"; return str; } void modifyString(const char *str) { // str[0] = 'A'; // 编译错误:不能修改const参数 printf("%s\n", str); } int main() { const char *result = getString(); printf("Result: %s\n", result); const int value = 42; // value = 100; // 编译错误:不能修改const变量 modifyString(result); return 0; } ```
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