深入了解C语言中的const和指针

前言

文章内容由阅读《C专家编程》整理而来。希望可以帮助大家解决在指针赋值和const方面的问题，也希望大家多多指正文章中的错误，共同进步。

指针的赋值

问题

将一个类型为 char** 的值赋值给一个 const char** 类型的对象是否合法呢？

先说结果，在vs的环境下，编译器不会报错也不会有任何警告。

但在linux环境下用gcc编译就会出现下面的警告：

warning: assignment from incompatible pointer type

警告:来自不兼容指针类型的赋值

为了代码的可移植性我们显然不能写出这样的代码，下面就让我们一步步探索这其中的奥妙。

首先来了解ANSI C有关标准

ANSI C 有关简单赋值的标准

要使赋值形式合法，必须满足下列条件之一：

1.两个操作数都是指向有限定符或无限定符的相容类型的指针

2. 左边指针所指向的类型必须具有右边指针所指向类型的全部限定符

还有一个关于类型的说明：

const float* 类型不是一个有限定符的类型——它的类型是 “指向一个具有 const 限定符的 float 类型的指针”，也就是说 const 限定符是修饰指针所指向的类型，而不是指针本身。

问题解决

在解决问题之前，我们先来看一组简单的。

char* 和 const char*

char* 和 const char* 是匹配的。它之所以合法，是因为在下面的代码中：

char* cp;
const char* cpp;
cpp = cp; 

• 左操作数是一个指向有const限定符的char的指针；
• 右操作数是一个指向没有限定符的char的指针；
• char类型与char类型是相容的，左操作数所指向的类型具有右操作数所指向类型的限定符（无），再加上自身的限定符（const）。

注意，反过来就不能进行赋值。

char* cp;
const char* cpp;
cp = cpp; //此时左操作数不具有右操作数的const限定符

char** 和 const char**

由上面的知识我们可以得知，char** 和 const char** 都是没有限定符的指针类型，但他们的指向的类型不一样（前者指向char*，后者指向const char*），这违反了上面赋值标准的第一条，所以它们是不相容的。

用这种方式理解这个有一点困难。可以用下面这种方法进行理解：

char** pp1;
const char** pp2;
pp2 = pp1;

• 左操作数的类型是 const char**，它是一个指向 const char* 类型的指针，而 const char* 是一个没有限定符的指针，它指向一个带有 const 限定的 char 类型；
• 右操作数的类型是 char**，它是一个指向 char* 的指针，而 char* 是一个没有限定符的指针，它指向一个没有限定符的 char 类型。

const char* 和 char* 是相容的，而且他们本身没有限定符，所以符合标准的约束条件，两者之间的赋值是合法的。但 const char** 和 char** 之间的关系又有不同，虽然二者都没有限定符，但二者所指向的对象类型不相容，所以不能进行赋值。

const修饰

const修饰变量

首先，关键字const并不能把变量变成常量！在一个符号前加上const限定符只是表示这个符号不能被赋值。也就是说const修饰的变量是只读的，不可以被直接修改，但它不能防止被间接修改。

例如：

#include <stdio.h>

int main()
{
    const int i = 10;
    int* p = &i;
    printf("before:%d\n", i);
    *p = 20;
    printf("after:%d\n", i);//这里打印值变成了20，说明可以间接修改

    return 0;
}

const修饰指针

const修饰指针变量有多种位置，下面我们将逐个介绍。

const int* p

注：const int* p 与 int const p 写法不同，作用是一样的。

这种写法的意思是：const修饰p，不能通过解引用（p）的方式直接修改所指向的变量，但可以通过改变指针指向的方式来修改p。

例如：

#include <stdio.h>

int main()
{
    //通过下方直接解引用的方式来修改编译器会直接报错
    //int i = 10;
    //const int* p = &i;
    //*p = 20;

    int i = 10;
    const int* p = &i;
    printf("before:%d\n", *p);
    int j = 20;
    p = &j;//通过这样改变p的指向，可以间接修改*p值
    printf("after:%d\n", *p);
    
    return 0;
}

int* const p

这种写法的意思是：const修饰p，不能通过改变指针指向的方式修改*p的值，但可以通过解引用（*p）的方式直接修改所指向的变量。

例如：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 10;
    int* const p = &i;
    printf("before:%d\n", *p);
    *p = 20;//不能改变p的指向，但可以直接解引用修改值
    printf("after:%d\n", *p);

    return 0;
}

const int* const p

这种写法是同时修饰p和*p，既不能改变p的指向，也不能用解引用直接修改。