深入聊聊C语言中的Const关键字

前言

const是一个C语言的关键字，它限定一个变量不允许被改变。使用const在一定程序上可以提高程序的健壮性，另外，在观看别人代码的时候，清晰理解const所起的作用，对理解别人的程序有所帮助。

01const简述

下面简单描述一下const，基本都是教科书的知识。const修饰的变量，其值存放在只读数据段中，其值不能被改变。称为只读变量。关于什么是数据段，什么是代码段，请看我之前的文章《C语言的内存分配》。

int const a;
const int a;

上面两条语句都可以将a声明为一个整数，它的值不能被修改。这两种方式你可以任意选一种即可。

常量在定义时可以被初始化。

int const a =15;

当指针和常量结合时，就会很有趣，因为有两样东西都可能成为常量，指针和它指向的实体。一般大家在大学考计算机二级和面试时经常会遇到的。

int *a;

a就是一个很普通的指向整型的指针。

int const *a;

这时则是一个指向整型常量的指针。也就是说，你可以修改指针的值，但是不能修改它指向的值。

int *const a;

这时a是一个指向整型的常量指针。这个指针是常量，它的值无法修改，但是你可以修改它所指向的整型的值。

int const *const a;

这个时候无论是指针本身还是它所指向的值都是常量，都不允许修改。

那么问题来了，就像C语言的运算符的优先级，这个东西很不好记忆，在实际开发中，我们直接多用()符号解决优先级的问题。上面指针和const结合那么麻烦，学习为了什么呢?

1、合理地使用关键字const可以使编译器很自然地保护那些不希望被改变的参数，防止其被无意的代码修改。简而言之，这样可以减少bug的出现。

2、正是基于上面的原因，一些优秀的开源代码都会利用const这个属性，深入理解后，方便我们阅读理解一些优秀的开源代码。

02常量的应用

上文就简述了一下教科书中的const定义，现在说一下const在我日常开发中的应用。

在单片机开发中

const定义一个常量，在单片机开发中，一个定义在函数体外的常量constint a = 5; 它是存储在单片机内部Flash里的，不懂的同学请看之前的文章《C语言在STM32中的内存分配》。那么上文提到和指针结合时，也是存储在内部Flash中吗?我们来验证一下

int data = 0x1234;
int const *a = &data;
int *const b= &data;
int const *const c= &data;
int main(void)
{  
  int data1 = 0x1234;  
  a =&data1;  
  data1 = *b;  
  data1 = *c;  
  while(1);
}

它们的内存分配如下

b和c是分配到内部flash的，a是分配到ram中的。其实这也很好理解，根据上面的const的定义，单片机在分配时，将不能修改的变量，也就是只读变量放到flash中,可以读写的变量放到ram中，这个大家仔细想一下就明白了。

常量作为函数的参数

非指针参数(也就是传值参数)不会被修改原始值，const对它是没有意义的，所以这里只讨论参数是指针加const的情况。

在上面看到，指针加const共3种情况，这里先讨论int const *a; 也就是你可以修改指针的值，但是不能修改它指向的值。

int fun(int *p) 
{    
  if(*p == 0xA5)    
  {        
    return*p;    
  }else{         
    p++;        
    return *p;    
  }
}

上面是个简单的例子，也就是传入一个指针，函数读取指针指向的内容，执行不同的命令。类似串口接收，一个函数内部处理这些数据，但是不能修改，可能串口接收的数据在其他地方还有用。

在上述例子中，没有问题的，因为代码全在“掌控”中。函数内部是否进行写操作，自己是知道的。但还有一个更规范的写法。

int fun(int const *p) 
{    
  if(*p == 0xA5)    
  {        
    return *p;   
  }else{         
    p++;         
    return *p;    
  }
}

这里写法，就是明显表现出自己的设计意图，函数内部不可以对指针指向的内容进行修改，只能读取。

如果尝试修改，编译器会直接报错的。但是函数内部也是可以绕过去，修改的数据的，如下

int fun(const int *p) 
{   
  int *p2 = p; /* 来个重名指针会绕过const的限制*/   
  *p2 += 1;    
  return*p;
}

那么对于int *const a;有没有对应的使用场景呢?如下

这样的接口设计，如果函数内部尝试修改指针的值，也就是指针指向的位置，编译器就会直接报错。

不过这里例子很现实，因为即使去掉p2的const修饰，编译器会直接报waring，因为p2是入参。这里只是简单举例子，大家理解意思就好。

在日常开发中，入参是intconst *a; 使用场景比较多。

C++中应用加const

C++中可以使用应用的语法，这里不再展开什么是应用，如下例子，C++函数参数中引用时也常加const修饰，如下

void find（constint  &x）
{   
  .......
}

最后，举两个常用的标准C库函数声明，它们都是使用const的典范。

1.字符串拷贝函数：char*strcpy(char*strDest，constchar *strSrc);

2.返回字符串长度函数：intstrlen(constchar *str);

03#define和const

#define预编译和const在某些情况下有些“混淆”，如下

#define MAX_NUM 5
int const max_num = 5;
void fun(){    
  if(len >MAX_NUM)    
  if(len> max_num)
}

上述代码5行和6行都能起效果。那么我们就详细分析一下它们的区别

1、#define的数据是宏定义，它占用的是代码段空间(单片机对应：内部flash)，const定义一个数据类型，它占用的是data段(单片机对应：内部ram)。

2、如上，#define是宏定义，在预编译阶段直接替换，而const是数据类型。

#define MAX_NUM 5
int const max_num = 5;
int data[MAX_NUM];
intdata2[max_num];

上述代码第4行是编译不过的，因为max_num是一个int的数据类型变量，数组定义的长度不能用变量。实际上，在更章节第一个例子，只用于判断长度，#define更加合适，因为只要允许使用字面值常量的地方都可以使用宏定义。

3、define只是简单的字符串替换，没有类型检查。而const有对应的数据类型，是要进行判断的，可以避免一些低级的错误。define只是简单的字符串替换会导致边界效应，

比如定义

#define A 1
#define B A+3
#define C A/B3

那么c是多少呢?c=A/B3=A/A+33=1/1+33=10;所以这种用的时候可以直接都用个括号括起来，就不怕边界效应了。

4、const不能重定义，不可以定义两个一样的，而define就比较牛气了，它通过undef取消某个符号的定义，再重新定义。并还可以用于判断宏定义是否存在，常用于头文件防止头文件被重复引用。

#ifndef GRAPHICS_H //防止graphics.h被重复引用 
#defineGRAPHICS_H    
……代码…… 
#endif

5、const常量可以进行调试的，define是不能进行调试的，主要是预编译阶段就已经替换掉了，调试的时候就没它了。

总结

到此这篇关于C语言中Const关键字的文章就介绍到这了,更多相关C语言的Const关键字内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！