C/C++编程中const的使用详解

1 概述：const和define的区别

先看一个典型的程序：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int num = 1;
	#define t1 num + num
	#define t2 t1 % t1
	cout << "t2 is " << t2 << endl; // t2 is 2
	const int s1 = num + num;
	const int s2 = s1 % s1;
	cout << "s2 is " << s2 << endl; // s2 is 0
    return 0;
}

运行结果如注释所示，分别得到“t2 is 2”、“s2 is 0”？？？
分析原因：const定义的常量s1、s2，则s1的值是num+num，s2的值是s1%s1，所以最后结果为“s2 is 0”；而define定义的变量作替换后，C++把cout<<"t2 is "<<t2<<endl;语句译成了：cout<<"t2 is "<<num+num%num+num<<endl;所以结果为“t2 is 2”（1+0+1=2）

注意:define定义的内容,建议增加使用括号()

	#define t1 (num + num)
	#define t2 (t1 % t1)

具体分析define与const的区别，如下定义：

const float PI = 3.14;
#define PI (3.14)

类型的安全性检查：const常量有数据类型，而define定义宏常量没有数据类型。则编译器可以对前者进行类型安全检查，而对后者只进行字符替换，没有类型安全检查（字符替换时可能会产生意料不到的错误，如上面的程序所示）；
调试：部分调度工具可以对const常量进行调度，但不能对宏常量进行调度；
编译器的处理方式不同：define宏是在预处理阶段展开，const常量则是编译运行阶段使用；
存储方式不同：define宏仅仅是展开，有几个地方使用则展开几次，不分配内存；const常量会在内存中分配地址（可以是堆中也可以是栈中）；
效率：define定义的常量在内存中有若干个拷贝；const定义的常量在程序运行过程中只有一份拷贝，甚至不为普通const常量分配存储空间，而是将它们保存在符号表中，相当于没有了读内存的操作，使得效率也很高。

2. 修饰局部变量

const约束对象的访问性质：使得对象只能读，不能写：不允许修改对象的值.

const 是constant 的缩写，“恒定不变”的意思。被const 修饰的东西都受到强制保护，可以预防意外的变动，能提高程序的健壮性。所以很多C++程序设计书籍建议：“Use const whenever you need”。

const int n=5;
int const n=5;

这两种写法是一样的，都是表示变量n的值不能被改变了，需要注意的是，用const修饰变量时，一定要给变脸初始化，否则之后就不能再进行赋值了。

// C     
const int num = 100;
(int *)&num = 4;   //可以间接修改

C的const表示修饰只读变量，但是我们可以恶意强制操作const对象。

接下来看看const用于修饰常量静态字符串，例如：

const char* str="fdsafdsa";

如果没有const的修饰，我们可能会在后面有意无意的写str[4]=’x’这样的语句，这样会导致对只读内存区域的赋值，然后程序会立刻异常终止。有了const，这个错误就能在程序被编译的时候就立即检查出来，这就是const的好处。让逻辑错误在编译期被发现。

如下修改都是不允许的。

 // c++
 const int i = 0;   //是一个右值，有内存实体
 i = 11;          //错误：向只读变量‘i'赋值
 const int a{1.1}; //错误：从“double”转换到“int”需要收缩转换,请初始化成相同类型的常量

3. 常量指针与指针常量

常量指针是指针指向的内容是常量，可以有一下两种定义方式。

const int * n;
int const * n;

需要注意的是一下两点：

1、常量指针说的是不能通过这个指针改变变量的值，但是还是可以通过其他的引用来改变变量的值的。

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

指针常量是指指针本身是个常量，不能在指向其他的地址，写法如下：

int *const n;

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 a=5;
int *p=&a;
int* const n=&a;
*p=8;

注意：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 * n；是常量指针，int *const n；是指针常量。

指向常量的常指针

是以上两种的结合，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，但是依然可以通过其他的普通指针改变变量的值。

const int* const p;

4. 修饰函数的参数

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 StringCopy(char *strDestination, const char *strSource);

其中 strSource 是输入参数，strDestination 是输出参数。给 strSource 加上 const 修饰后，如果函数体内的语句试图改动 strSource 的内容，编译器将指出错误。

2、防止修改指针指向的地址

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

指针p1和指针p2指向的地址都不能修改。

3、以上两种的结合。

5. 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。

例如函数：

const char * GetString(void);

如下语句将出现编译错误：

char *str = GetString();

正确的用法是

const char *str = GetString();

6. 修饰全局变量

全局变量的作用域是整个文件，我们应该尽量避免使用全局变量，因为一旦有一个函数改变了全局变量的值，它也会影响到其他引用这个变量的函数，导致除了bug后很难发现，如果一定要用全局变量，我们应该尽量的使用const修饰符进行修饰，这样防止不必要的人为修改，使用的方法与局部变量是相同的。

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