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C語言const:禁止修改變量的值
有時候我們希望定義這樣一種變量,它的值不能被改變,在整個作用域中都保持固定。例如,用一個變量來表示班級的最大人數,或者表示緩沖區(qū)的大小。為了滿足這一要求,可以使用const關鍵字對變量加以限定:
  1. const int MaxNum = 100; //班級的最大人數
const int MaxNum = 100; //班級的最大人數
這樣 MaxNum 的值就不能被修改了,任何對 MaxNum 賦值的行為都將引發(fā)錯誤:
  1. MaxNum = 90; //錯誤,試圖向 const 變量寫入數據
MaxNum = 90; //錯誤,試圖向 const 變量寫入數據
我們經常將 const 變量稱為常量(Constant)。創(chuàng)建常量的格式通常為:

const type name = value;

const 和 type 都是用來修飾變量的,它們的位置可以互換,也就是將 type 放在 const 前面:

type const name = value;

但我們通常采用第一種方式,不采用第二種方式。另外建議將常量名的首字母大寫,以提醒程序員這是個常量。

由于常量一旦被創(chuàng)建后其值就不能再改變,所以常量必須在定義的同時賦值(初始化),后面的任何賦值行為都將引發(fā)錯誤。一如既往,初始化常量可以使用任意形式的表達式,如下所示:
  1. #include
  2.  
  3. int getNum(){
  4. return 100;
  5. }
  6.  
  7. int main(){
  8. int n = 90;
  9. const int MaxNum1 = getNum(); //運行時初始化
  10. const int MaxNum2 = n; //運行時初始化
  11. const int MaxNum3 = 80; //編譯時初始化
  12. printf('%d, %d, %d\n', MaxNum1, MaxNum2, MaxNum3);
  13.  
  14. return 0;
  15. }
#include int getNum(){ return 100;}int main(){ int n = 90; const int MaxNum1 = getNum(); //運行時初始化 const int MaxNum2 = n; //運行時初始化 const int MaxNum3 = 80; //編譯時初始化 printf('%d, %d, %d\n', MaxNum1, MaxNum2, MaxNum3); return 0;}
運行結果:
100, 90, 80

const 和指針

const 也可以和指針變量一起使用,這樣可以限制指針變量本身,也可以限制指針指向的數據。const 和指針一起使用會有幾種不同的順序,如下所示:
  1. const int *p1;
  2. int const *p2;
  3. int * const p3;
const int *p1;int const *p2;int * const p3;
在最后一種情況下,指針是只讀的,也就是 p3 本身的值不能被修改;在前面兩種情況下,指針所指向的數據是只讀的,也就是 p1、p2 本身的值可以修改(指向不同的數據),但它們指向的數據不能被修改。

當然,指針本身和它指向的數據都有可能是只讀的,下面的兩種寫法能夠做到這一點:
  1. const int * const p4;
  2. int const * const p5;
const int * const p4;int const * const p5;
const 和指針結合的寫法多少有點讓初學者摸不著頭腦,大家可以這樣來記憶:const 離變量名近就是用來修飾指針變量的,離變量名遠就是用來修飾指針指向的數據,如果近的和遠的都有,那么就同時修飾指針變量以及它指向的數據。

const 和函數形參

在C語言中,單獨定義 const 變量沒有明顯的優(yōu)勢,完全可以使用#define命令代替。const 通常用在函數形參中,如果形參是一個指針,為了防止在函數內部修改指針指向的數據,就可以用 const 來限制。

在C語言標準庫中,有很多函數的形參都被 const 限制了,下面是部分函數的原型:
  1. size_t strlen ( const char * str );
  2. int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );
  3. char * strcat ( char * destination, const char * source );
  4. char * strcpy ( char * destination, const char * source );
  5. int system (const char* command);
  6. int puts ( const char * str );
  7. int printf ( const char * format, ... );
size_t strlen ( const char * str );int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );char * strcat ( char * destination, const char * source );char * strcpy ( char * destination, const char * source );int system (const char* command);int puts ( const char * str );int printf ( const char * format, ... );
我們自己在定義函數時也可以使用 const 對形參加以限制,例如查找字符串中某個字符出現的次數:
  1. #include
  2.  
  3. size_t strnchr(const char *str, char ch){
  4. int i, n = 0, len = strlen(str);
  5.  
  6. for(i=0; ilen; i++){
  7. if(str[i] == ch){
  8. n++;
  9. }
  10. }
  11. return n;
  12. }
  13.  
  14. int main(){
  15. char *str = 'http://c.biancheng.net';
  16. char ch = 't';
  17. int n = strnchr(str, ch);
  18. printf('%d\n', n);
  19. return 0;
  20. }
#include size_t strnchr(const char *str, char ch){ int i, n = 0, len = strlen(str); for(i=0; i
運行結果:
3

根據 strnchr() 的功能可以推斷,函數內部要對字符串 str 進行遍歷,不應該有修改的動作,用 const 加以限制,不但可以防止由于程序員誤操作引起的字符串修改,還可以給用戶一個提示,函數不會修改你提供的字符串,請你放心。

const 和非 const 類型轉換

當一個指針變量 str1 被 const 限制時,并且類似const char *str1這種形式,說明指針指向的數據不能被修改;如果將 str1 賦值給另外一個未被 const 修飾的指針變量 str2,就有可能發(fā)生危險。因為通過 str1 不能修改數據,而賦值后通過 str2 能夠修改數據了,意義發(fā)生了轉變,所以編譯器不提倡這種行為,會給出錯誤或警告。

也就是說,const char *char *是不同的類型,不能將const char *類型的數據賦值給char *類型的變量。但反過來是可以的,編譯器允許將char *類型的數據賦值給const char *類型的變量。

這種限制很容易理解,char *指向的數據有讀取和寫入權限,而const char *指向的數據只有讀取權限,降低數據的權限不會帶來任何問題,但提升數據的權限就有可能發(fā)生危險。

C語言標準庫中很多函數的參數都被 const 限制了,但我們在以前的編碼過程中并沒有注意這個問題,經常將非 const 類型的數據傳遞給 const 類型的形參,這樣做從未引發(fā)任何副作用,原因就是上面講到的,將 const 類型轉換為非 const 類型是允許的。

下面是一個將 const 類型賦值給非 const 類型的例子:
  1. #include
  2.  
  3. void func(char *str){ }
  4.  
  5. int main(){
  6. const char *str1 = 'c.biancheng.net';
  7. char *str2 = str1;
  8. func(str1);
  9. return 0;
  10. }
#include void func(char *str){ }int main(){ const char *str1 = 'c.biancheng.net'; char *str2 = str1; func(str1); return 0;}
第7、8行代碼分別通過賦值、傳參(傳參的本質也是賦值)將 const 類型的數據交給了非 const 類型的變量,編譯器不會容忍這種行為,會給出警告,甚至直接報錯。
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