C语言中const的用法详解

const的基本介绍

const是constant的简写，用于定义常量。它限定一个变量不允许被改变，并具有静态作用。const最初推出的目的是为了取代预编译指令，具有更加灵活和可读性的特点。

与define的对比

下面是const和define之间的对比：

1. define是预编译指令，定义的宏是在预处理阶段进行展开的，而const是普通变量的定义，在编译和运行阶段使用。它是只读变量，不允许被修改。

2. define定义的是常量，编译后宏定义消失，不占用内存。而const定义的常变量实际上是一个变量，具有变量的基本属性，包括数据类型和存储单元占用。除了不能作为数组的长度外，用const定义的常变量具有宏定义的优点，且使用更加方便。

3. define定义的对象没有数据类型，编译器只会进行字符替换，没有类型安全检查。这可能导致一些边界问题或括号问题。而const定义的变量具有特定的数据类型，具备类型安全检查。

从上述对比中可以看出，const具有更多的优势和使用便利性。

接下来，让我们从几个方面来讨论const的用法。

修饰局部变量

const int num=5;
int const num=5;

这两种写法是一样的，都是表示变量num的值不能被改变，用const修饰变量时，一定要初始化，否则之后就不能再进行赋值了（后面会讲到一种特殊情况）。

接下来看看const用于修饰常量静态字符串，例如：

const char* str="techdreamer";

如果没有const的修饰，我们可能会在后不经意间的修改代码，比如str[4]=’D’，这样会导致对只读内存区域的赋值，使程序异常终止。

而加上const修饰之后，这个错误就能在程序被编译的时候立即被检查出来，让逻辑错误在编译期被发现，避免我们在后续中继续debug。

修饰全局变量

全局变量的作用域是整个文件，且全局变量的生存周期为程序运行的整个过程，所以我们应该尽量避免使用全局变量，一旦某个函数改变了全局变量的值，会影响到其他引用这个变量的函数，是一个很隐蔽的操作。

如果一定要用全局变量，应该尽量的使用const进行修饰，防止不必要的人为修改，使用 const 修饰过的局部变量就有了静态特性，它的生存周期也是程序运行的整个过程，虽然有了静态特性，但并不是说它变成了静态变量。

修饰常量指针与指针常量

常量指针

常量指针是指针指向的内容是常量，可以有以下两种定义方式。

const int * num;
int const * num;

以下两点需要注意：

1. 常量指针说的是不能通过这个指针改变变量的值，但可以通过其他的引用来改变变量的值。

int cnt=5;
const int* num=&cnt;
cnt=6;

1. 常量指针指向的值不能改变，但这并不意味着指针本身不能改变，常量指针可以指向其他的地址。

int cnt=5;
int tmp=6;
const int* num=&cnt;
num=&tmp;

指针常量

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 num;

需要注意的是，指针常量指向的地址不能改变，但是地址中保存的数值是可以改变的，可以通过其他指向改地址的指针来修改。

int cnt=5;
int *tmp=&cnt;
int* const num=&cnt;
*tmp=6;

区分常量指针和指针常量的关键就在于星号的位置，我们以星号为分界线。

• 如果const在星号的左边，则为常量指针
• 如果const在星号的右边则为指针常量

如果我们将星号读作‘指针’，将const读作‘常量’的话，内容正好符合。

• int const * num；是常量指针，
• int *const num；是指针常量。

指向常量的常指针

还有一种情况是指向常量的常指针，这相当于是常量指针与指针常量的结合，指针指向的位置不能改变并且也不能通过这个指针改变变量的值，例如

const int* const num;

这个代表num所指向的对象的值以及它的地址本身都不能被改变

修饰函数的形参

根据常量指针与指针常量，const修饰函数的参数也是分为三种情况

1. 防止修改指针指向的内容

void FUN(char *destin, const char *source);

其中 source 是输入参数，destin 是输出参数。给 source 加上 const 修饰后，如果函数体内的语句试图改动 source 的内容，编译器将报错，但反过来是可以的，编译器允许将char *类型的数据赋值给const char *类型的变量。

1. 防止修改指针指向的地址

void FUN ( int * const p1 , int * const p2 )

指针p1和指针p2指向的地址都不能修改。

1. 以上两种的结合。

在C语言标准库中，有很多函数的形参都被 const 限制了，下面是部分函数的原型：

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, ... );

修饰函数的返回值

如果给以“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，例如

const char * FUN(void);

如下语句将出现编译错误：

char *str = FUN();

正确的用法是

const char *str = FUN();

思考

• C与C++中的const用法有什么区别？
• 编译器会给const定义的变量分配存储空间吗？
• const变量能被其他文件extern引用吗？

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