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深入理解const char*p,char const*p,char *const p,const char **p,char const**p,char *const*p,char**con...

作者:用户 来源:互联网 时间:2017-12-01 10:39:09

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深入理解const char*p,char const*p,char *const p,const char **p,char const**p,char *const*p,char**const p


一、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


当然还有在(5)、(6)、(7)中再插入一个const的若干情况,不过分析了以上7中,其他的就可类推了。


二、理解助记法宝:


1。关键看const 修饰谁。


2。由于没有 const *的运算,若出现const * 的形式,则const实际上是修饰前面的。


比如:char const*p,由于没有const*运算,则const实际上是修饰前面的char,因此char const*p等价于const char*p。也就是说上面7种情况中,(1)和(2)等价。 同理,(4)和(5)等价。在(6)中,由于没有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,因为在定义是"()"是表示函数。


三、深入理解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作的数据的工具,只是用来读写RAM里内存单元的工作指针 。若对指针不加任何限定,程序中一个指针可以指向RAM中的任意位置(除了系统敏感区,如操作系统内核所在区域)并对其指向的内存单元进行读和写操作(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因为对工作指针的限定而变化(见下面的第4点),而所有对指针的各种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是一个工作指针,可以用来对任意位置 (非系统敏感区域)进 行读操作和写操作 ,一次读写一个字节(char占一个字节)。 (2)const char*p或者char const *p(因为没有const*p运算,因此const修饰的还是前面的char):可以对任意位置(非系统敏感区域)进行“只读” 操作。(“只读”是相对于char *p来说所限定的内容) (3)char *const p(const 修饰的是p):只能对“某个固定的位置” 进 行读写操作,并且在定义p时就必须初始化(因为在后面不能执行“p=..”的操作,因此就不能在后面初始化,因此只能在定义时初始化)。(“某个固定的位 置”是相对于char *p来说所限定的内容) 可以总结以上3点为:char *p中的指针p通常是”万能”的工作指针 ,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不是必须的,只是为了防止程序员的粗心大意而产生事与愿违的错 误。 另外,要明白“每块内存空间都可有名字;每块内存空间内容皆可变(除非有所限) ” 。比如函数里定义的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)这种情况,s一直指向s[0], 即(*s==s[0]=='h'),可以通过*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;" 虽然不能通过*(p+i)='x'或者p[i]='x'来修改数组元素s[0]~s[4]的值,但可以通过*(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作指针的限定而改变,而只会因对其本身的限定而改变。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。由于const修饰char ,对指针p没有任何限定,对指针*p进行了上面情况(2)的限定。


(6)char *const *p:涉及两个指针p和 *p。由于const修饰前面的char*,也就是对p所指向的内容*p进行了限定(也属于前面的情况(2))。而对*p来说,由于不能通过"*p=..."来进行另外赋值,因此属于前面的情况(3)的限定。


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


四、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


/*第二行与第三行在VC与G++上测试,现已不是Warning,而是Error了,说明,编译都已升级了,对这种想通过再定义变量来改变指针权限的方式已通不过了,即使是加强针对的安全性也是不可以的。*/


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,则可读做 :


“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 “。 只要二者的X类型一样,就是合法的。


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。


五、其他


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”。


l例如:const char* const *p就是说:p是一个带有const限定的指向带有const限定的(char*)类型的指针。


2。定义时const修饰的对象是确定的,但不能在定义时加括号,不然就和定义时用“()”表示的函数类型相混淆了。因此定义时不能写(char *)const *p或者(const char) **p。


六、问题探讨(由于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):讲解非常好,不过有个问题想探讨下: 例如: const char wang[]={"wang"}; char *p; p=wang; 是错误的。 所以char *p中的P不能指向常变量。 (1)需要补充纠正。


回复 : 你好。谢谢指正。我在ubuntu 10.04(gcc 4.4.3)下做了如下测试://test_const.c #include 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 输出如下 : 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,因此执行时通过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。


/*现测试也已通不过了,Error表现。*/


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!; 这样也可以吗? 照我的理解岂不是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,


因为char *s2 = s1和问题1提到的一样,不符合相容规则。

(2)输出结果是正确的,代码分析如下:


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,误以为s2 = "It's modified!"是对“test”所在区域的重新赋值,其实这里只是将“万能”工作指针s2指向另外一个新开辟的区域而已。比如若在char *s2 = s1后再执行s2[2]='a'则是对“test”的区域进行了写操作,执行时会出现段错误。但这个段错误其实与const没有关系,因为“test”这块区域本身就是只读的。为了防止理解出错,凡事对于对指针的赋值(比如 s2 = "It's modified!" ),则将其读做:将s2指向“ It's modified! ”所在区域的首字符。

/*现测试也已通不过了。*/


(4)额外收获:执行gcc -o test test.c后,“test”、“It's modified!”、"%s/n"都被作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,对变量空间分配的情况如下:


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。一般的局部变量=>在可执行文件中不占空间,在该二进制文件作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,在该二进制文件作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 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


由结果可以看出,编译器做了些优化。


七、其他相关经典文章转载


王海宁,华清远见嵌入式学院讲师,对const关键字的理解


http://www.embedu.org/Column/Column311.htm


目前在进行C语言补习时,发现很多的同学对于const这个关键字的理解存在很大的误解。现在总结下对这个关键字理解上的误区,希望在以后的编程中,能够灵活使用const这个关键字。


1、 const修饰的变量是常量还是变量


对于这个问题,很多同学认为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。


下面我们来看一个例子:


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,原因在于“a = 10;”这句话,对const修饰的变量,后面进行赋值操作。这好像说明了const修饰的变量是不能被修改的,那究竟是不是那,那么下面我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,如果const修饰的是变量是不能被修改的话,那么a的值一定不会改变,肯定还是0。但是在实际运行的结果中,我们发现a的值已经变为97了。这说明const修饰的变量a,已经被我们程序修改了。


那综合这两个例子,我们来分析下,对于第二例子,修改的原因是buf[4]的赋值操作,我们知道buf[4]这个变量已经造成了buf这个数组变量的越界访问。buf数组的成员本身只有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,可以知道buf[4]的地址和int a的地址是一样,那么buf[4]实际上就是访问了const int a;那么对buf[4]的修改,自然也修改了const int a的空间,这也是为什么我们在最后打印a的值的时候看到了97这个结果。


那么我们现在可以知道了,const修饰的变量是不具备不允许修改的特性的,那么对于第一个例子的现象我们又如何解释那。


第一个例子,错误是在程序编译的时候给出的,注意这里,这个时候并没有生成可执行文件,说明const修饰的变量可否修改是由编译器来帮我们保护了。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还是一个变量。


综上所述,我们可以得出一个结论,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,如果程序员在程序中显示的修改一个只读变量,编译器会毫不留情的给出一个error。而对于由于像数组溢出,隐式修改等程序不规范书写造成的运行过程中的修改,编译器是无能为力的,也说明const修饰的变量仍然是具备变量属性的。


2、 被const修饰的变量,会被操作系统保护,防止修改


如果对于第一个问题,有了理解的话,那么这个问题,就非常容易知道答案了。Const修饰的变量是不会被操作系统保护的。


其原因是操作系统只保护常量,而不会保护变量的读写。那么什么是常量。比如“hello world”这个字符串就是被称为字符串常量。


对于这个问题的另一种证明方法,可以看下面这个程序:


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


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


可以发现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附近的地址在我们linux操作系统上是代码段。这也说明了常量和变量是存放在不同区域的,自然操作系统是会保护常量的。


如果我们知道这个道理后,再看下面的题目:


int main { char *buf = “hello”;


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


我们可以思考下,这个程序的运行结果会是什么呢。


答案是:报错error :在0x08048000处不可以写。也就是说os保护常量的的区域,只能读不能写。


/*在VC下正确,且无Warning。在G++下有Warning,且运行时异常退出。·*/

转载:http://www.cnblogs.com/rushuizhijing/archive/2011/08/26/2154737.html


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