指针常量与常量指针

在C/C++中，指针常量和常量指针是两个容易混淆但非常重要的概念，它们的主要区别在于指针本身和指针所指向的内容的可变性。

一、基本概念

1. 常量指针 (Pointer to Constant)

• 特点：指针可以改变指向，但不能通过指针修改所指向的值

• 声明格式：const 类型* 指针名 或 类型 const* 指针名

2. 指针常量 (Constant Pointer)

• 特点：指针的指向不能改变，但可以通过指针修改所指向的值

• 声明格式：类型* const 指针名

3. 指向常量的指针常量 (Constant Pointer to Constant)

• 特点：指针的指向不能改变，也不能通过指针修改所指向的值

• 声明格式：const 类型* const 指针名

二、代码示例 

int main() {
    int a = 10, b = 20;
    
    // 1. 常量指针 - 指向的内容不可变，但指针可以指向其他地址
    const int* ptr1 = &a;
    // *ptr1 = 30;  // 错误：不能通过ptr1修改a的值
    ptr1 = &b;      // 正确：可以改变ptr1的指向
    
    // 2. 指针常量 - 指针的指向不可变，但可以修改指向的内容
    int* const ptr2 = &a;
    *ptr2 = 30;     // 正确：可以通过ptr2修改a的值
    // ptr2 = &b;    // 错误：不能改变ptr2的指向
    
    // 3. 指向常量的指针常量 - 都不能改变
    const int* const ptr3 = &a;
    // *ptr3 = 40;   // 错误：不能通过ptr3修改a的值
    // ptr3 = &b;    // 错误：不能改变ptr3的指向
    
    return 0;
}

三、记忆技巧

1. 从右向左读法：

   • const int* ptr → ptr is a pointer to int const (指向const int的指针)

   • int* const ptr → ptr is a const pointer to int (指向int的const指针)

2. 星号位置法：

   • const在*左边 → 指向的内容是常量

   • const在*右边 → 指针本身是常量

四、常见应用场景

1. 常量指针的典型用途

void printString(const char* str) {
    // 函数承诺不会通过str修改字符串内容
    while (*str) {
        std::cout << *str++;
    }
}

2. 指针常量的典型用途 

int configValue = 100;
int* const configPtr = &configValue;  // 配置指针固定指向configValue

// 在整个程序中，configPtr始终指向configValue
// 但允许通过它修改配置值
*configPtr = 200;  // 允许修改配置值

3. 指向常量的指针常量的用途 

const int MAX_SIZE = 100;
const int* const maxPtr = &MAX_SIZE;  // 固定指向不可修改的值

// 常用于定义不会改变的系统常量

五、与引用的关系

引用在行为上类似于一个自动解引用的指针常量：

int a = 10;
int& ref = a;  // 类似于 int* const ptr = &a;
ref = 20;      // 类似于 *ptr = 20;

六、总结对比表

类型	声明格式	指针可变	指向内容可变	类似引用类型
普通指针	int* ptr	是	是	-
常量指针	const int* ptr	是	否	-
指针常量	int* const ptr	否	是	int&
指向常量的指针常量	const int* const ptr	否	否	const int&

理解这些概念对于编写安全、高效的C/C++代码非常重要，特别是在处理字符串、函数参数传递和硬件寄存器访问等场景中。