const是一個(gè)C語言的關(guān)鍵字，它限定一個(gè)變量不允許被改變。使用const在一定程序上可以提高程序的健壯性，另外，在觀看別人代碼的時(shí)候，清晰理解const所起的作用，對(duì)理解別人的程序有所幫助。

01const簡述

下面簡單描述一下const，基本都是教科書的知識(shí)。const修飾的變量，其值存放在只讀數(shù)據(jù)段中，其值不能被改變。稱為只讀變量。關(guān)于什么是數(shù)據(jù)段，什么是代碼段，請(qǐng)看我之前的文章《C語言的內(nèi)存分配》。

int const a;
const int a;

上面兩條語句都可以將a聲明為一個(gè)整數(shù)，它的值不能被修改。這兩種方式你可以任意選一種即可。

常量在定義時(shí)可以被初始化。

int const a =15;

當(dāng)指針和常量結(jié)合時(shí)，就會(huì)很有趣，因?yàn)橛袃蓸訓(xùn)|西都可能成為常量，指針和它指向的實(shí)體。一般大家在大學(xué)考計(jì)算機(jī)二級(jí)和面試時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到的。

int *a;

a就是一個(gè)很普通的指向整型的指針。

int const *a;

這時(shí)則是一個(gè)指向整型常量的指針。也就是說，你可以修改指針的值，但是不能修改它指向的值。

int *const a;

這時(shí)a是一個(gè)指向整型的常量指針。這個(gè)指針是常量，它的值無法修改，但是你可以修改它所指向的整型的值。

int const *const a;

這個(gè)時(shí)候無論是指針本身還是它所指向的值都是常量，都不允許修改。

那么問題來了，就像C語言的運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)，這個(gè)東西很不好記憶，在實(shí)際開發(fā)中，我們直接多用()符號(hào)解決優(yōu)先級(jí)的問題。上面指針和const結(jié)合那么麻煩，學(xué)習(xí)為了什么呢?

1、合理地使用關(guān)鍵字const可以使編譯器很自然地保護(hù)那些不希望被改變的參數(shù)，防止其被無意的代碼修改。簡而言之，這樣可以減少bug的出現(xiàn)。

2、正是基于上面的原因，一些優(yōu)秀的開源代碼都會(huì)利用const這個(gè)屬性，深入理解后，方便我們閱讀理解一些優(yōu)秀的開源代碼。

02常量的應(yīng)用

上文就簡述了一下教科書中的const定義，現(xiàn)在說一下const在我日常開發(fā)中的應(yīng)用。

在單片機(jī)開發(fā)中

const定義一個(gè)常量，在單片機(jī)開發(fā)中，一個(gè)定義在函數(shù)體外的常量constint a = 5; 它是存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)部Flash里的，不懂的同學(xué)請(qǐng)看之前的文章《C語言在STM32中的內(nèi)存分配》。那么上文提到和指針結(jié)合時(shí)，也是存儲(chǔ)在內(nèi)部Flash中嗎?我們來驗(yàn)證一下

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);
}

它們的內(nèi)存分配如下

b和c是分配到內(nèi)部flash的，a是分配到ram中的。其實(shí)這也很好理解，根據(jù)上面的const的定義，單片機(jī)在分配時(shí)，將不能修改的變量，也就是只讀變量放到flash中,可以讀寫的變量放到ram中，這個(gè)大家仔細(xì)想一下就明白了。

常量作為函數(shù)的參數(shù)

非指針參數(shù)(也就是傳值參數(shù))不會(huì)被修改原始值，const對(duì)它是沒有意義的，所以這里只討論參數(shù)是指針加const的情況。

在上面看到，指針加const共3種情況，這里先討論int const *a; 也就是你可以修改指針的值，但是不能修改它指向的值。

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

上面是個(gè)簡單的例子，也就是傳入一個(gè)指針，函數(shù)讀取指針指向的內(nèi)容，執(zhí)行不同的命令。類似串口接收，一個(gè)函數(shù)內(nèi)部處理這些數(shù)據(jù)，但是不能修改，可能串口接收的數(shù)據(jù)在其他地方還有用。

在上述例子中，沒有問題的，因?yàn)榇a全在“掌控”中。函數(shù)內(nèi)部是否進(jìn)行寫操作，自己是知道的。但還有一個(gè)更規(guī)范的寫法。

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

這里寫法，就是明顯表現(xiàn)出自己的設(shè)計(jì)意圖，函數(shù)內(nèi)部不可以對(duì)指針指向的內(nèi)容進(jìn)行修改，只能讀取。

如果嘗試修改，編譯器會(huì)直接報(bào)錯(cuò)的。但是函數(shù)內(nèi)部也是可以繞過去，修改的數(shù)據(jù)的，如下

int fun(const int *p) 
{   
  int *p2 = p; /* 來個(gè)重名指針會(huì)繞過const的限制*/   
  *p2 += 1;    
  return*p;
}

那么對(duì)于int *const a;有沒有對(duì)應(yīng)的使用場景呢?如下

這樣的接口設(shè)計(jì)，如果函數(shù)內(nèi)部嘗試修改指針的值，也就是指針指向的位置，編譯器就會(huì)直接報(bào)錯(cuò)。

不過這里例子很現(xiàn)實(shí)，因?yàn)榧词谷サ魀2的const修飾，編譯器會(huì)直接報(bào)waring，因?yàn)閜2是入?yún)ⅰ＿@里只是簡單舉例子，大家理解意思就好。

在日常開發(fā)中，入?yún)⑹莍ntconst *a; 使用場景比較多。

C++中應(yīng)用加const

C++中可以使用應(yīng)用的語法，這里不再展開什么是應(yīng)用，如下例子，C++函數(shù)參數(shù)中引用時(shí)也常加const修飾，如下

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

最后，舉兩個(gè)常用的標(biāo)準(zhǔn)C庫函數(shù)聲明，它們都是使用const的典范。

1.字符串拷貝函數(shù)：char*strcpy(char*strDest，constchar *strSrc);

2.返回字符串長度函數(shù)：intstrlen(constchar *str);

03#define和const

#define預(yù)編譯和const在某些情況下有些“混淆”，如下

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

上述代碼5行和6行都能起效果。那么我們就詳細(xì)分析一下它們的區(qū)別

1、#define的數(shù)據(jù)是宏定義，它占用的是代碼段空間(單片機(jī)對(duì)應(yīng)：內(nèi)部flash)，const定義一個(gè)數(shù)據(jù)類型，它占用的是data段(單片機(jī)對(duì)應(yīng)：內(nèi)部ram)。

2、如上，#define是宏定義，在預(yù)編譯階段直接替換，而const是數(shù)據(jù)類型。

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

上述代碼第4行是編譯不過的，因?yàn)閙ax_num是一個(gè)int的數(shù)據(jù)類型變量，數(shù)組定義的長度不能用變量。實(shí)際上，在更章節(jié)第一個(gè)例子，只用于判斷長度，#define更加合適，因?yàn)橹灰试S使用字面值常量的地方都可以使用宏定義。

3、define只是簡單的字符串替換，沒有類型檢查。而const有對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型，是要進(jìn)行判斷的，可以避免一些低級(jí)的錯(cuò)誤。define只是簡單的字符串替換會(huì)導(dǎo)致邊界效應(yīng)，

比如定義

#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;所以這種用的時(shí)候可以直接都用個(gè)括號(hào)括起來，就不怕邊界效應(yīng)了。

4、const不能重定義，不可以定義兩個(gè)一樣的，而define就比較牛氣了，它通過undef取消某個(gè)符號(hào)的定義，再重新定義。并還可以用于判斷宏定義是否存在，常用于頭文件防止頭文件被重復(fù)引用。

#ifndef GRAPHICS_H //防止graphics.h被重復(fù)引用 
#defineGRAPHICS_H    
……代碼…… 
#endif

5、const常量可以進(jìn)行調(diào)試的，define是不能進(jìn)行調(diào)試的，主要是預(yù)編譯階段就已經(jīng)替換掉了，調(diào)試的時(shí)候就沒它了。

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「知曉編程」，可以通過以下二維碼關(guān)注。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系知曉編程公眾號(hào)。