[转]关于const char*和char*、const char** 和char** 赋值问题

Date:  2013/3/3   Sort:  编程开发 10373 Views / 5 Comments 

转自: http://www.cnblogs.com/chenleiustc/archive/2011/04/09/2010647.html

根据ANSI C标准的赋值约束条件:

    1. 两个操作数都是指向有限定符或无限定符的相容类型的指针。

    2. 左边指针所指向的类型必须具有右边指针所指向类型的全部限定符。

一、const char*和char*

    const char*的类型是:“指向一个具有const限定符的char类型的指针”。(不能修改其值)

    char*的类型是:“指向一个char类型的指针”。

    因此const char*和char*都是指向char类型的指针,只不过const char*指向的char类型是const的。

    因此对于代码:

char* src; 
const char* dest ; 
dest = src;

    这样赋值是正确的,因为:

    * 操作数指向的都是char类型,因此是相容的

    * 左操作数具有有操作数所指向类型的全部限定符(右操作数没有限定符),同时自己有限定符(const)

    如果反过来赋值就违反了赋值的约束条件:src指向的对象的值可以修改,而dest指向的对象的值不可修改
如果让src去指向dest所指向的那个不可修改的对象,如果合法,岂不是变得可修改了?

src = dest; // 这样赋值,左操作数指向的类型没有右操作数指向类型的const限定符,不符合约束条件2


2. const char** 和char**

    const char**的类型是:“指向一个有const限定符的char类型的指针的指针”。

    char**的类型是:“指向一个char类型的指针的指针”。

    对于const char** 和char**来说,二者都是没有限定符的指针类型,但是它们指向的类型不一样,前者指向char*,    而后者指向const char*,因此它们不相容,所以char**类型的操作数不能赋值给const char**类型的操作数。

    即对于下列代码,编译器会报错:char** src; 
const char** dest; 
dest = src; 
// error: invalid conversion from `char**' to `const char**' 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

const
1. 限定符声明变量只能被读
   const int i=5;
   int j=0;
   ...
   i=j;   //非法,导致编译错误
   j=i;   //合法
2. 必须初始化
   const int i=5;    //合法
   const int j;      //非法,导致编译错误
3. 在另一连接文件中引用const常量
   extern const int i;     //合法
   extern const int j=10; //非法,常量不可以被再次赋值
4. 便于进行类型检查
   用const方法可以使编译器对处理内容有更多了解。
   #define I=10
   const long &i=10;   /*dapingguo提醒:由于编译器的优化,使得在const long i=10; 时i不被分配内存,而是已10直接代入 以后的引用中,以致在以后的代码中没有错误,为达到说教效 果,特别地用&i明确地给出了i的内存分配。不过一旦你关闭所 有优化措施,即使const long i=10;也会引起后面的编译错误。*/
   char h=I;      //没有错
   char h=i;      //编译警告,可能由于数的截短带来错误赋值。
5. 可以避免不必要的内存分配
   #define STRING "abcdefghijklmn\n"
   const char string[]="abcdefghijklm\n";
   ...
   printf(STRING);   //为STRING分配了第一次内存
   printf(string);   //为string一次分配了内存,以后不再分配
   ...
   printf(STRING);   //为STRING分配了第二次内存
   printf(string);
   ... 
   由于const定义常量从汇编的角度来看,只是给出了对应的内存地址,
   而不是象#define一样给出的是立即数,所以,const定义的常量在
   程序运行过程中只有一份拷贝,而#define定义的常量在内存中有
   若干个拷贝。
6. 可以通过函数对常量进行初始化
   int value(); 
   const int i=value();
   dapingguo说:假定对ROM编写程序时,由于目标代码的不可改写,本语句将会无效,不过可以变通一下:
   const int &i=value();
   只要令i的地址处于ROM之外,即可实现:i通过函数初始化,而其值有不会被修改。
7. 是不是const的常量值一定不可以被修改呢?
   观察以下一段代码:
   const int i=0;
   int *p=(int*)&i;
   p=100;
   通过强制类型转换,将地址赋给变量,再作修改即可以改变const常量值。
8. 请分清数值常量和指针常量,以下声明颇为玩味:
   int ii=0;
   const int i=0;            //i是常量,i的值不会被修改
   const int *p1i=&i;        //指针p1i所指内容是常量,可以不初始化
   int * const p2i=ⅈ     //指针p2i是常量,所指内容可修改
   const int * const p3i=&i; //指针p3i是常量,所指内容也是常量
   p1i=ⅈ                  //合法
   *p2i=100;                 //合法

关于C++中的const关键字的用法非常灵活,而使用const将大大改善程序的健壮性,参考了康建东兄的const使用详解一文,对其中进行了一些补充,写下了本文。
1.       const常量,如const int max = 100; 
优点:const常量有数据类型,而宏常量没有数据类型。编译器可以对前者进行类型安全检查,而对后者只进行字符替换,没有类型安全检查,并且在字符替换时可能会产生意料不到的错误(边际效应)

2.       const 修饰类的数据成员。如:
class A
{   

const int size;

    … }


const数据成员只在某个对象生存期内是常量,而对于整个类而言却是可变的。因为类可以创建多个对象,不同的对象其const数据成员的值可以不同。所以不能在类声明中初始化const数据成员,因为类的对象未被创建时,编译器不知道const 数据成员的值是什么。如
class A
{
const int size = 100;    //错误
int array[size];         //错误,未知的size
}

const数据成员的初始化只能在类的构造函数的初始化表中进行。要想建立在整个类中都恒定的常量,应该用类中的枚举常量来实现。如
class A
{…
enum {size1=100, size2 = 200 };
int array1[size1];
int array2[size2]; 
}

枚举常量不会占用对象的存储空间,他们在编译时被全部求值。但是枚举常量的隐含数据类型是整数,其最大值有限,且不能表示浮点数。

3.       const修饰指针的情况,见下式:
int b = 500; 
const int* a = &           [1] 
int const *a = &           [2] 
int* const a = &           [3] 
const int* const a = &     [4]

如果你能区分出上述四种情况,那么,恭喜你,你已经迈出了可喜的一步。不知道,也没关系,我们可以参考《Effective c++》Item21上的做法,如果const位于星号的左侧,则const就是用来修饰指针所指向的变量,即指针指向为常量;如果const位于星号的右侧,const就是修饰指针本身,即指针本身是常量。因此,[1]和[2]的情况相同,都是指针所指向的内容为常量(const放在变量声明符的位置无关),这种情况下不允许对内容进行更改操作,如不能*a = 3 ;[3]为指针本身是常量,而指针所指向的内容不是常量,这种情况下不能对指针本身进行更改操作,如a++是错误的;[4]为指针本身和指向的内容均为常量。

4.     const的初始化

先看一下const变量初始化的情况 
1) 非指针const常量初始化的情况:A b; 
const A a = b;

2) 指针const常量初始化的情况:
A* d = new A(); 
const A* c = d; 
或者:const A* c = new A(); 
3)引用const常量初始化的情况: 
A f; 
const A& e = f;      // 这样作e只能访问声明为const的函数,而不能访问一           


般的成员函数;

    [思考1]: 以下的这种赋值方法正确吗? 
    const A* c=new A(); 
    A* e = c; 
    [思考2]: 以下的这种赋值方法正确吗? 
    A* const c = new A(); 
    A* b = c;


5.     另外const 的一些强大的功能在于它在函数声明中的应用。在一个函数声明中,const 可以修饰函数的返回值,或某个参数;对于成员函数,还可以修饰是整个函数。有如下几种情况,以下会逐渐的说明用法:A& operator=(const A& a); 
void fun0(const A* a ); 
void fun1( ) const; // fun1( ) 为类成员函数 
const A fun2( );


1) 修饰参数的const,如 void fun0(const A* a ); void fun1(const A& a); 
调用函数的时候,用相应的变量初始化const常量,则在函数体中,按照const所修饰的部分进行常量化,如形参为const A* a,则不能对传递进来的指针的内容进行改变,保护了原指针所指向的内容;如形参为const A& a,则不能对传递进来的引用对象进行改变,保护了原对象的属性。 
[注意]:参数const通常用于参数为指针或引用的情况,且只能修饰输入参数;若输入参数采用“值传递”方式,由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数,该参数本就不需要保护,所以不用const修饰。


[总结]对于非内部数据类型的输入参数,因该将“值传递”的方式改为“const引用传递”,目的是为了提高效率。例如,将void Func(A a)改为void Func(const A &a)
      对于内部数据类型的输入参数,不要将“值传递”的方式改为“const引用传递”。否则既达不到提高效率的目的,又降低了函数的可理解性。例如void Func(int x)不应该改为void Func(const int &x)


2) 修饰返回值的const,如const A fun2( ); const A* fun3( ); 
这样声明了返回值后,const按照"修饰原则"进行修饰,起到相应的保护作用。const Rational operator*(const Rational& lhs, const Rational& rhs) 

return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(), 
lhs.denominator() * rhs.denominator()); 
}

返回值用const修饰可以防止允许这样的操作发生:Rational a,b; 
Radional c; 
(a*b) = c;

一般用const修饰返回值为对象本身(非引用和指针)的情况多用于二目操作符重载函数并产生新对象的时候。 [总结]


1.     一般情况下,函数的返回值为某个对象时,如果将其声明为const时,多用于操作符的重载。通常,不建议用const修饰函数的返回值类型为某个对象或对某个对象引用的情况。原因如下:如果返回值为某个对象为const(const A test = A 实例)或某个对象的引用为const(const A& test = A实例) ,则返回值具有const属性,则返回实例只能访问类A中的公有(保护)数据成员和const成员函数,并且不允许对其进行赋值操作,这在一般情况下很少用到。


2.       如果给采用“指针传递”方式的函数返回值加const修饰,那么函数返回值(即指针)的内容不能被修改,该返回值只能被赋给加const 修饰的同类型指针。如:


const char * GetString(void);


如下语句将出现编译错误:


char *str=GetString();


正确的用法是:


const char *str=GetString();


3.     函数返回值采用“引用传递”的场合不多,这种方式一般只出现在类的赙值函数中,目的是为了实现链式表达。如:


class A
{…
A &operate = (const A &other); //负值函数
}
A a,b,c;              //a,b,c为A的对象

a=b=c;            //正常
(a=b)=c;          //不正常,但是合法


若负值函数的返回值加const修饰,那么该返回值的内容不允许修改,上例中a=b=c依然正确。(a=b)=c就不正确了。
[思考3]: 这样定义赋值操作符重载函数可以吗? 
const A& operator=(const A& a);


6.     类成员函数中const的使用 
一般放在函数体后,形如:void fun() const; 
任何不会修改数据成员的函数都因该声明为const类型。如果在编写const成员函数时,不慎修改了数据成员,或者调用了其他非const成员函数,编译器将报错,这大大提高了程序的健壮性。如:


class Stack
{
public:
      void Push(int elem);
      int Pop(void);

      int GetCount(void) const;   //const 成员函数
private: 
      int m_num;
      int m_data[100];
};


int Stack::GetCount(void) const

{
++m_num;              //编译错误,企图修改数据成员m_num
Pop();                    //编译错误,企图调用非const函数
Return m_num;
}


7.       使用const的一些建议

1 要大胆的使用const,这将给你带来无尽的益处,但前提是你必须搞清楚原委; 
2 要避免最一般的赋值操作错误,如将const变量赋值,具体可见思考题; 
3 在参数中使用const应该使用引用或指针,而不是一般的对象实例,原因同上; 
4 const在成员函数中的三种用法(参数、返回值、函数)要很好的使用; 
5 不要轻易的将函数的返回值类型定为const; 
6除了重载操作符外一般不要将返回值类型定为对某个对象的const引用;

[思考题答案] 
1 这种方法不正确,因为声明指针的目的是为了对其指向的内容进行改变,而声明的指针e指向的是一个常量,所以不正确; 
2 这种方法正确,因为声明指针所指向的内容可变; 
3 这种做法不正确; 
在const A::operator=(const A& a)中,参数列表中的const的用法正确,而当这样连续赋值的时侯,问题就出现了: 
A a,b,c: 
(a=b)=c; 
因为a.operator=(b)的返回值是对a的const引用,不能再将c赋值给const常量。

C函数形参里面为何要用:const char *inputString
保护实参指针指向的数据不被意外改写。 
const char *inputString;//定义指向常量的指针 
指针本身地址值可以增减,也可以给指针更换指向的常量,但是指向的内容有常量性质,指向的内容不能被更改。即: 
inputString++;//这是可以的。 
(*inputString)++;//这是禁止的。

强制类型转换的实质是告诉编译器,"这可行, 这行的通... 至于程序会不会出错, 编译器则不管, 因为你都说可行了."

两个操作数都是指向有限定符或无限定符的相容类型的指针,左边指针所指向的类型必须具有右边指针所指向类型的全部限定符。

正是这个条件,使得函数调用中实参char *能够与形参const char *匹配(在C标准库中,所有的字符串处理函数就是这样的)

函数那部分的时候,有一个很重要的概念是区别:值传递、指针传递、引用传值(好像是这三种说法)。

我觉得要理解这部分知识点,首先应该知道不同种类的变量在内存中是如何分配存储的,它们的生命周期多长等这些问题,然后在理解哪三种情况就好理解了。函数的参数一般都

是在stack栈上分配的,所以它的生命周期就在它所属的函数内,函数执行完毕的时候,它的内存将被回收。

如果我们想在函数内对实际参数进行操作(不是对形式参数的副本)的话,一般会使用引用,即声明函数的形式参数为引用类型,比如char * fun(char * &p),这样实参和形参为同一个变量,我们在函数中操作形参p就等于直接在操作实参变量。我看C++语法书的时候,书上说这样用还有一个好处是,在调用函数的时候,不用再为形式参数分配内存了,这样执行效率会高一点儿。

下面是函数形参为指针的几种情况:

#include <iostream>
using namespace std;

char* func1(char *p);
void func2(char *p);
void func3(char * &p);

char s1[]="原来的";
char s2[]="指向我了吗";

int main()
{
    char *ptr=s1;
    cout<<ptr<<endl;
    ptr=func1(ptr);      //返回值改变ptr使它指向另一个地址
//func2(ptr);   //ptr的指向没有改变,func2函数中改变的只是它的副本(一个局部变量)
//func3(ptr);   //改变了ptr的指向,func3函数的形式参数为引用类型,实参和形参是同一个变量
    cout<<ptr<<endl;
    return 0;
}

char* func1(char *p)
{
    p=s2;
    return p;
}
void func2(char *p)
{
    p=s2;
}
void func3(char * &p)
{
    p=s2;
}

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评论(5)条

Miu Miu Outlet
2013-04-15 19:43
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WTZ
2013-04-14 09:51
@Burberry Bags:This article simply concerns the using of different kinds of pointer in C++ programming. It's reprinted from an IT info website. You can find more by visiting it.