const数据和const指针

1. 要讨论的问题

在C/C++中有个const关键字，本文通过例子来说明const数据和const指针的含义。

通常会有如下几种表示方法：

char greeting[] = "Hello";
char* p1 = greeting;
const char* p2 = greeting; // const data
char* const p3 = greeting; // const pointer
const char* const p4 = greeting; // const data & const pointer

2. 原则&简单的类比例子

具体const针对的是数据还是指针，则以*为分界线。左边的const，是针对数据的；右边的const，是针对指针的。一个辅助理解的声明可以是：

const size_t BUFFER_SIZE = 1024;

显然在这里没有指针的概念，这里的const就是表示：变量BUFFER_SIZE是1024，不能改变这个变量的值。或者进一步地说，不能改变这个变量BUFFER_SIZE所指向的内存的值，就称为const数据好了。

对于const数据，如果修改该变量的值，会有error：

const size_t BUFFER_SIZE = 1024;
BUFFER_SIZE = 4096; //error: assignment of read-only variable 'BUFFER_SIZE'    

注释部分即为编译器的输出。本文用到编译器如下：

D:\examples\cpp\const>gcc --version
gcc (GCC) 4.8.1
Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.


D:\examples\cpp\const>g++ --version
g++ (GCC) 4.8.1
Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

另外一点，const size_t和size_t const是完全等价的，只是写法不一样。

3. const数据和const指针

在有了const变量（或简单称为const数据）的类比之后，我们就比较容易区分const数据和const指针了。

为便于阅读，把前面的代码拷贝过来：

char greeting[] = "Hello";
char* p1 = greeting;
const char* p2 = greeting; // const data
char* const p3 = greeting; // const pointer
const char* const p4 = greeting; // const data & const pointer

结论：

• p1: 因为没有const，所以p1这个变量可以再指向其他的字符串（修改指针），并且，还可以修改p1指向的这个字符串的值（修改数据）。
• p2：这里是const 数据，即p2所指向的数据是不能修改的，不能用p2[i]=c这种形式（不能修改数据）。但p2这个指针不是const，即可以修改p2这个指针，让它指向别的char*（修改变量）。
• p3：数据不是const的，但指针是const的。所以，可以修改p3指向的字符串，比如p3[i]=c。但这个指针是常量，不能让它指向其他的指针，比如p3=p1是不允许的。
• p4：const数据 && const指针。
  

下面的示例代码尝试修改数据和尝试修改指针，注释部分是编译的error信息：

#include <iostream>

int main()
{
    char greeting[] = "Hello";
    char another_greeting[] = "Hello, world!";
    char* p1 = greeting;
    const char* p2 = greeting; // const data
    char* const p3 = greeting; // const pointer
    const char* const p4 = greeting; // const data & const pointer

    p1 = another_greeting; //ok
    p1[0] = 'h'; //ok
    
    p2 = "test"; //ok
    //p2[0] = 'T'; //error: assignment of read-only location '* p2'
    
    //p3 = "test"; //error: assignment of read-only variable 'p3'
    p3[0] = 'h'; //ok
    
    //p4 = "test"; //error: assignment of read-only variable 'p4'
    //p4[0] = 'x'; //error: assignment of read-only location '*(const char*)p4'
    
    // The cout is only used to remove all the warnings.
    // e.g.: variable 'p2' set but not used [-Wunused-but-set-variable]
    std::cout<<p1<<std::endl;
    std::cout<<p2<<std::endl;
    std::cout<<p3<<std::endl;
    std::cout<<p4<<std::endl;
    
    return 0;
}

4. 参考资料

在《C++程序设计语言特别版》5.4节，详细介绍了const的语法。