const 修饰符复习之const char*, char const*, char*const的区别

const char*, char const*, char*const的区别问题，Bjarne在他的The C++ Programming Language里面给出过一个助记的方法： 
把一个声明从右向左读。 

char * const cp; ( * 读成 pointer to ) 

cp is a const pointer to char

cp 是一个指向char的常量指针

---

const char * p; 

p is a pointer to const char;

p是一个指向常量char的指针

char const * p;

同上由于C++里面没有const*的运算符，因此const只能修饰属于前面的类型char，所以char const * p等价于const char *p。 
C++标准规定，const关键字放在类型或变量名以前等价的。

深刻理解const char*p,char const*p,char *const p,const char **p,char const**p,char *const*p,char**const p

1、可能的组合：

     (1)const char*p

     (2)char const*p

     (3)char *const p
     (4)const char **p

     (5)char const**p

     (6)char *const *p

     (7)char **const p

     固然还有在(5)、(6)、(7)中再插入一个const的若干状况，不过度析了以上7中，其余的就可类推了！

2、理解助记法宝：

    1。关键看const 修饰谁。

     2。因为没有 const *的运算，若出现 const * 的形式，则const其实是修饰前面的。

     好比：char const*p,因为没有const*运算，则const其实是修饰前面的char，所以char const*p等价于const char*p。也就是说上面7种状况中，（1）和（2）等价。 同理，（4）和（5）等价。在（6）中，因为没有const*运算，const实际上修饰的是前面的char*,但不能在定义时转换写成 const(char *)*p，由于在定义是"()"是表示函数。

3、深刻理解7种组合

     (0)程序 在执行时为其开辟的空间皆在内存（RAM）中，而RAM里的内存单元是可读可写 的；指针只是用来指定或定位要操做的数据的工具，只是用来读写RAM里内存单元的工做指针 。若对指针不加任何限定，程序中一个指针能够指向RAM中的任意位置（除了系统敏感区，如操做系统内核所在区域）并对其指向的内存单元进行读和写操做（由RAM的可读可写属性决定）；RAM里内存单元的可读可写属性不会由于对工做指针的限定而变化（见下面的第4点），而全部对指针的各类const限定说白了只是对该指针 的 读写权限 （包括读写位置）进行了限定 。

     (1)char *p：p是一个工做指针，能够用来对任意位置 （非系统敏感区域）进 行读操做和写操做 ，一次读写一个字节（char占一个字节）。
     (2)const char*p或者char const *p（由于没有const*p运算，所以const修饰的仍是前面的char）：能够对任意位置（非系统敏感区域）进行“只读” 操做。（“只读”是相对于char *p来讲所限定的内容）
     (3)char *const p（const 修饰的是p）：只能对“某个固定的位置” 进 行读写操做，而且在定义p时就必须初始化（由于在后面不能执行“p=..”的操做，所以就不能在后面初始化，所以只能在定义时初始化）。（“某个固定的位 置”是相对于char *p来讲所限定的内容）
能够总结以上3点为：char *p中的指针p一般是”万能”的工做指针 ，而（2）和（3）只是在（1）的基础上加了些特定的限制 ，这些限制在程序中并非必须的，只是为了防止程序员的粗枝大叶而产生事与愿违的错 误。
另外，要明白“每块内存空间均可有名字；每块内存空间内容皆可变（除非有所限） ” 。好比函数里定义的char s[]="hello";事实上在进程的栈内存里开辟了6个变量共6个字节的空间，其中6个字符变量的名字分别为：s1[0]、s1[1]、 s1[2]、s1[3]、s1[4]、s1[5]（内容是'\0'）

{

   待验证 ： 还有一个4字节的指针变量s 。不过s是“有所限制”的，属于char *const类型，也就是前面说的   (3)这种状况,s一直指向s［0］,    即（*s==s[0]=='h'）,能够经过*s='k'来改变s所指向的 s[0]的值，但不能执行（char *h＝“aaa”;s=h;）来对s另外赋值。

}

     (4)上面的(2)和(3)只是对p进行限定，没有也不能对p所指向的空间进行限定，对于"char s[]="hello";const char*p=s;" 虽然不能经过*(p+i)='x'或者p[i]='x'来修改数组元素s[0]～s[4]的值，但能够经过*(s+i)='x'或者s[i]='x'来修改原数组元素的值－－RAM里内存单元的可读可写属性不因对工做指针的限定而改变，而只会因对其自己的限定而改变。如const char c＝‘A’,c是RAM里一个内存单元（8字节）的名字，该内存单元的内容只可读，不可写。

     (5)const char **p或者char const**p ：涉及两个指针p和 *p。因为const修饰char ，对指针p没有任何限定，对指针*p进行了上面状况(2)的限定。

    (6)char *const *p：涉及两个指针p和 *p。因为const修饰前面的char*,也就是对p所指向的内容*p进行了限定(也属于前面的状况(2))。而对*p来讲，因为不能经过"*p＝..."来进行另外赋值，所以属于前面的状况(3)的限定。

    (7)char **const p ： 涉及两个指针p和 *p，const修饰p，对p进行上面状况(3)的限定，而对*p,没有任何限定。

4、关于char **p 、const char **p的类型相容性问题

    1。问题

        char *p1;const *p2=p1;//合法

        char **p1;const  char**p2=p1;//不合法，会有警告warning: initialization from incompatible pointer type

        char **p1;char const**p2=p1;//不合法，会有警告warning: initialization from incompatible pointer type

        char**p1;char*const*p2=p1;//合法

    2。判断规则

        明确const修饰的对象！对于指针p1，和p2，若要使得p2=p1成立，则可读作 ：

             “p1是指向X类型的指针，p2是指向“带有const限定”的X类型的指针 “。

        char *p1;const *p2=p1;//合法:p1是指向（char）类型的指针，p2是指向“带有const限定"的(char)类型的指针。

        char **p1;const  char**p2=p1;//不合法:p1是指向（char*）类型的指针,p2是指向 ((const char)*)类型的指针。

        char **p1;char const**p2=p1;//不合法;与上等价。

        char**p1;char*const*p2=p1;//合法:  p1是指向（char *）类型的指针，p2是指向“带有const限定"的(char*)类型的指针。

5、其余

    1。 含有const的单层或双层指针的统一读法：

         “p是一个指针，是一个［“带有const限定”的］指向［”带有const限定”的］X类型的指针”。

    2。定义时const修饰的对象是肯定的，但不能在定义时加括号，否则就和定义时用“（）”表示的函数类型相混淆了！所以定义时不能写(char *)const *p或者(const char) **p。

6、问题探讨（因为博文后的留言有字符数目限制，将回复移到这里）

  问题1 （见博文后留言）：讲解很是好，不过有个问题想探讨下： 例如： const char wang[]={"wang"}; char *p; p=wang; 是错误的。 因此char *p中的P不能指向常变量。 （1）须要补充纠正。

  回复 ： 你好！谢谢指正！我在ubuntu 10.04（gcc 4.4.3）下作了以下测试： 
   //test_const.c
   #include<stdio.h>
   int main()
   {
     const char wang[]={"wang"};
     char *p;
     p=wang;
     p[2]='c';
     printf("p is %s\n",p);
     return 0;
  }
编译 ：

       gcc -o test_const test_const.c
输出以下 ：
       test_const.c: In function ‘main’:
       test_const.c:17: warning: assignment discards qualifiers from pointer target type
执行：

       ./test_const
       p is wacg
结论： 根据本博文中第四点－－相容性问题，将const型的wang赋值给p是不合法的。但编译器对其的处理只是警告，所以执行时经过p修改了只读区域的数据。这应该是该编译器处理不严所致后果，不知你用的什么编译器？

    问题2  回答 http://www.linuxsir.org/bbs/showthread.php?t=239058 提到的问题

在c语言里

// test.c
int main() {
   const char* s1 = "test";
   char *s2 = s1;
   s2 = "It's modified!";
   printf("%s\n",s1);
}
out: It's modified!;
这样也能够吗? 照个人理解岂不是const限定符在c语言里只是摆设一个？

     回复：

(1)首先，以上代码编译时会出错warning: initialization discards qualifiers from pointer target type，

     由于char *s2 = s1和问题1提到的同样，不符合相容规则。

 

(2)输出结果是正确的，代码分析以下：

  int main() {
   const char* s1 = "test";  //  在只读数据区（objdump -h test后的.rodata区）开辟5字节存储"test",并用s1指向首字符‘t’。 
   char *s2 = s1;                //  s2也指向只读数据区中“test”的首字符't'。 
   s2 = "It's modified!";      // 在只读数据区开辟15字节存储"It's modified!"，并将s2由指向't'转而指向"It's modified!"的首字符'I'。 
   printf("%s\n",s1);          // 从s1所指的‘t’开始输出字符串"test"。 
}

(3)总结：提问者的误区在于，误觉得s2 = "It's modified!"是对“test”所在区域的从新赋值，其实这里只是将“万能”工做指针s2指向另一个新开辟的区域而已。好比若在char *s2 = s1后再执行s2[2]='a'则是对“test”的区域进行了写操做，执行时会出现段错误。但这个段错误其实与const没有关系，由于“test”这块区域自己就是只读的。为了防止理解出错，凡事对于对指针的赋值（好比 s2 = "It's modified!" ），则将其读作：将s2指向“ It's modified! ”所在区域的首字符。

 

(4)额外收获：执行gcc -o test test.c后，“test”、“It's modified!”、"%s\n"都被做为字符串常量存储在二进制文件test的只读区

    域 (.rodata)。事实上，一个程序从编译到运行，对变量空间分配的状况以下：

A。赋值了的全局变量或static变量=>放在可执行文件的.data段。

B。未赋值的全局变量或static变量＝>放在可执行文件的.bss段。

C。代码中出现的字符串常量或加了const的A＝>放在可执行文件的.rodata段。

D。通常的局部变量＝>在可执行文件中不占空间，在该二进制文件做为进程在内存中运行时才为它分配栈空间。

E。代码中malloc或new出的变量＝>在可执行文件中不占空间，在该二进制文件做为进程在内存中运行时才为它分配堆空间。

    问题3：（待进一步分析） 验证博文中 三（3）提到的是否为s分配空间，初步分析结果为：不分配！文中的s只是s［0］的地址的代号而已。

#include<stdio.h>
int main() {
    int a=3;
    char s1[] = "test";
    int b=4;
    char s2[] ="test2";
    printf("the address of a is %u\n",&a);
    printf("s1 is %u\n",s1);
    printf("the address of s1 is %u\n",&s1);
    printf("the address of b is %u\n",&b);
    printf("s2 is %u\n",s2);
    printf("the address of s2 is %u\n",&s2);
   }

输出结果：

the address of a is 3213037836
s1 is 3213037827
the address of s1 is 3213037827
the address of b is 3213037832
s2 is 3213037821
the address of s2 is 3213037821

    由结果能够看出，编译器作了些优化。

 7、其余相关经典文章转载

  王海宁,华清远见嵌入式学院讲师，对const关键字的理解

   http://***Column/Column311.htm

     目前在进行C语言补习时，发现不少的同窗对于const这个关键字的理解存在很大的误解。如今总结下对这个关键字理解上的误区，但愿在之后的编程中，可以灵活使用const这个关键字。

一、 const修饰的变量是常量仍是变量

     对于这个问题，不少同窗认为const修饰的变量是不能改变，结果就误认为该变量变成了常量。那么对于const修饰的变量该如何理解那？

下面咱们来看一个例子：

int main
        {
                char buf[4];
                const int a = 0;

        a = 10;
        }

     这个比较容易理解，编译器直接报错，缘由在于“a = 10；”这句话，对const修饰的变量，后面进行赋值操做。这好像说明了const修饰的变量是不能被修改的，那到底是不是那，那么下面咱们把这个例子修改下：

int main
        {
                char buf[4];
                const int a = 0;

        buf[4] = 97;
                printf(“the a is %d\n”,a);
        }

其中最后一句printf的目的是看下变量a的值是否改变，根据const的理解，若是const修饰的是变量是不能被修改的话，那么a的值必定不会改变，确定仍是0。可是在实际运行的结果中，咱们发现a的值已经变为97了。这说明const修饰的变量a，已经被咱们程序修改了。

那综合这两个例子，咱们来分析下，对于第二例子，修改的缘由是buf[4]的赋值操做，咱们知道buf[4]这个变量已经形成了buf这个数组变量的越界访问。buf数组的成员自己只有0,1,2,3，那么buf[4]访问的是谁那，根据局部变量的地址分配，能够知道buf[4]的地址和int a的地址是同样，那么buf[4]实际上就是访问了const int a；那么对buf[4]的修改，天然也修改了const int a的空间，这也是为何咱们在最后打印a的值的时候看到了97这个结果。

那么咱们如今能够知道了，const修饰的变量是不具有不容许修改的特性的，那么对于第一个例子的现象咱们又如何解释那。

第一个例子，错误是在程序编译的时候给出的，注意这里，这个时候并无生成可执行文件，说明const修饰的变量能否修改是由编译器来帮咱们保护了。而第二个例子里，变量的修改是在可执行程序执行的时候修改的，说明a仍是一个变量。

综上所述，咱们能够得出一个结论，那就是const修饰的变量，其实质是告诉程序员或编译器该变量为只读，若是程序员在程序中显示的修改一个只读变量，编译器会绝不留情的给出一个error。而对于因为像数组溢出，隐式修改等程序不规范书写形成的运行过程当中的修改，编译器是无能为力的，也说明const修饰的变量仍然是具有变量属性的。

二、 被const修饰的变量，会被操做系统保护，防止修改

      若是对于第一个问题，有了理解的话，那么这个问题，就很是容易知道答案了。Const修饰的变量是不会被操做系统保护的。

其缘由是操做系统只保护常量，而不会保护变量的读写。那么什么是常量？好比“hello world”这个字符串就是被称为字符串常量。

对于这个问题的另外一种证实方法，能够看下面这个程序：

int main
        {
                const int a;
                char *buf = “hello world”;

        printf(“the &a is %p, the buf is %p\n”,&a, buf);
        }

能够发现buf保存的地址是在0x08048000这个地址附近的，而a的地址是在0xbf000000这个地址附近的，而0x08048000附近的地址在咱们linux操做系统上是代码段。这也说明了常量和变量是存放在不一样区域的，天然操做系统是会保护常量的。

若是咱们知道这个道理后，再看下面的题目：

int main
        {
                char *buf = “hello”;

        buf[0] = ‘a’;
                printf(“the buf is %s\n”,buf);
        }

咱们能够思考下，这个程序的运行结果会是什么呢？