C语言中关于const关键字的用法及详解

本人在读《C陷阱与缺陷》时遇到了这样一个问题：（a++）++，因为a++的结果不能作为左值，所以不能编译器不会接受a++作为后面的++运算符的操作数。想到左值，不禁难以想起const的用法，又写下了下面一些关于const的用法及详解

前言：C90标准新增了const关键字，用于限定一个变量为只读，const类型限定符声明的是变量，不是常量，使其成为一个只读值，也就是说可以在计算中使用它，也可以打印它，但是不能改变它的值，并且，const推出的初始目的就是为了取代预编译指令，消除它的缺点同时继承它的优点。

目录：1.什么是const？

 2.const与#define指令的对比

3.const与static的对比

4.const的用法

    1.修饰局部变量

    2.修饰全局变量

    3.变量指针，指针变量与指向常量的常指针

    4.拓展到作为函数参数的思考

一.我们先来介绍一下什么是const：

我们通常用类型和存储类别来描述一个变量。C90还新增了两个属性：恒常性（constancy）和易变形（volatility），两个关键字const和volatile，以这两个关键字创建的类型是限定类型（qualified type）今天我们所讲的关键字const就是来声明恒常性的，通常有很多地方也把修饰的变量叫做常变量（即给一个变量赋予恒常性，处理时当常量来看待）。        

C99标准为类型限定符增加了一个新属性，他们具有幂等性质，意思是在一条声明中多次使用同一个限定符，多余的限定符将被忽略：

const const const int n=6;
//与const int n=6；相同

有了这个新属性，就可以编写类似下面代码：

typedef const int zip;
const zip q=8;

二.const与#define指令相比的优点：

如果一个变量被const修饰，那么他的值就不能再改变，那么有人会提出这样的疑问，C语言中不是有#define嘛？干嘛还要用const呢？所以比较之后又如下优点：

1.预编译指令只是对值进行简单的替换，不能进行类型检查。

2.可以保护被修饰的变量，防止意外修改，增强程序的健壮性。

3.在C++语言中编译器通常不为普通的const常量分配存储空间，而是将它们保存在符号表中，这使得它成为一个编译期间的常量，没有了存储与读内存的操作，使得它的效率也很高。

三.const与static的对比

static修饰的变量为静态变量，存储再全局（静态）区,生命周期从程序编译到运行结束。

const修饰的变量不会存放在全局（静态）区，而是取决于它定义的地方，局部定义的就存在栈区，全局定义的就存放在静态区。

四.const修饰局部变量的用法如下：

1.const修饰过的变量不能直接的改变。

const int nochange;  //限定nochange的值不能改变，系统为其自动分配一个值，大多数情况为0
nochange = 12;   //编译器不允许

2.可以初始化const变量。

初始化后就不能改变他的值了，也就是不能再次重定义或者再次初始化这个变量。

const int nochange = 12；//初始化nochange没问题

3.const关键字创建不允许修改的数组：

const int arr[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}

如果使用C99之后的编译器，还可以创建如下数组：

const int a=10；
int arr[a]={1，2，3，4，5，6，7，8，9};

此时数组内有a=10个元素，这个a我们不能改变它了，但是这个数组我们并没有用const修饰，所以我们可以进行以下操作：

arr[4]=5;

如果我们不希望数组可以改变，那我们得在数组前加一个const限定符：const int arr[a] 

4.const修饰一个常量静态字符串：

const char *str="helloworld"

如果没有const修饰那么可以有意无意的将str[1]='x'这样的操作，但是加上const之后，这个错误就能在程序被编译的时候立即检查出来，这就是const的好处。让逻辑错误能够在编译器发现。

const修饰全局变量的用法如下：

使用全局变量是一种冒险的方法，因为这样做暴露了数据，程序的任何部分都能修改数据。如果把数据设置为const，就可以避免这样的危险，因此使用const限定符声明全局变量很合理。可以创建const变量，const数组，const结构。

当然，在文件之间共享const数据要小心。可以采用两个策略：

第一，遵循外部变量的使用规则，即在一个文件中使用定义式声明。在其他文件中使用引用式声明（即用extern关键字）。

第二，把const变量放在一个头文件中，然后在其他文件中包含此头文件即可。但是这种方案必须要求在头文件中使用关键字static声明全局const变量。因为如果去掉static变量，那么假设两个文件 file1.c 和 file2.c 使用了同一个头文件constant.h  那么将导致每个文件中都有一个相同的标识符的定义式声明，C标准不允许（虽然有些编译器允许）这么做。加上static关键字实际上是给每个文件都提供了一个单独的数据副本，每个副本只对该文件可用。

两种方案，方案二使用头文件的好处是方便你偷懒，不用惦记着在一个文件中使用定义式声明，另一个文件中使用引用式声明，只需要包含同一个头文件即可，但是缺点也有，就是导致数据是重复的，如果头文件中某个static const修饰的变量过于庞大，就会出现一些问题。

变量指针，指针变量与指向常量的常指针：

常量指针是指针指向的内容是常量，下面两种定义方式是相同的：

const int *n;
int const *n;

常量指针说的是不能通过这个指针改变变量的值（但是可以通过其他方式改变变量的值）。

int a=5;
const int* n=&a;
a=6;
printf("%d",a); //此时打印出来a=6
*n=7；//报错，*n是不可修改的左值
printf（“%d”,a）; //通过指针解引用的方式找到a的值去改变，这种方法不可行，因为定义了常量指针

还有一点重要的是常量指针指向的值不能改变，但是这部意味着指针本身不能改变，常量指针也可以指向其他地方的地址。

int a=5;
int b=6;
const int*n=&a;
n=&b;

指针常量是指指针本身是个常量，不能再指向其他的地址，写法如下： int  * const n；

如下是使用的例子

int a=5;
int b=6;
int *const n=&a;
printf("%d",a);
*n=7;
printf("%d",a);  //此时可以打印出来a的值为7，也就是可以通过指针解引用的方式改变指向的值
n=&b； //此时报错，不允许，因为定义了指针常量

我们不难发现指针常量和常量指针的区别就在于星号的位置：

int const *n是常量指针                                                                              int * const n是指针常量

指向常量的常指针

是以上两者的结合，写法如下

const int * const ptr；

指针ptr指向的位置不能改变，并且也不能通过指针ptr改变变量的值，但是依然可以通过其他的变量指针（例如再定义一个指针*p指向同一个值a，可以通过指针*p来操作这个值）改变变量的值。

  拓展到作为函数参数的思考：

根据以上的讨论那么const修饰函数的参数也有三种用法：

1.防止修改指针指向的内容：

int Add（const int *a，const int *b,int sum）;

其中a和b是输入的参数，sum是待输出的参数。给a和b加上const修饰后，如果函数体内的语句试图改动a和b的内容，编译器将报错。

2.防止修改指针指向的地址：

int swap（int *const p1,int * const p2）;

指针p1和指针p2指向的地址都不能改变。

3.即防止修改指针指向的内容，又防止修改指针指向的地址；

例如 void sort（int const *const p1,int const *const p2 ）；

拓展到作为函数返回值的思考：

C标准定义了如下规则

把const数据或非const数据的地址初始化为指向const的指针或为其赋值的合法的。

int arr1[3]={0,1,2};
const int arr2[3]={3,4,5};
const int *a=arr1; //合理
a=arr2;  //合理
a=&arr1[2];  //合理

但是只能把非const数据的地址赋给普通指针。

int arr1[3]={0,1,2};
const int arr2[3]={3,4,5};
int *a=arr1; //合理
a=arr2;  //不合理
a=&arr1[2];  //合理

这个规则十分合理，否则，通过指针就能改变const数组中的数据。

总结：const限定符经常常用，学以致用const是变成大佬路上必须要学会的操作！但是众多细节不能忽略，仔细分析const用在哪里，联系它的不同用法。

最后还有一点关于引起我思考问题的解答，（a++）这个操作是创建一个a的副本进行运算，原来的a再自增，所以参加运算的那部分地址是临时创建的，不能作为左值。但是（++a）是直接对a进行自增操作再运用的，所以这个可以用来作为左值。

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