【重学C++】【指针】轻松理解常量指针和指针常量

简介: 【重学C++】【指针】轻松理解常量指针和指针常量

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前有数组指针和指针数组,现有常量指针和指针常量,就问你晕不晕?下面继续来讲解这些非常容易混淆和引起混乱的概念原理与用法。本文的内容是 常量指针和指针常量。

1. 认识常量指针和指针常量

1.1 字面理解

中文博大精深,还是在这个概念中间加个"的",就很容易理解:

  • 常量指针:常量的指针,指向常量的指针,所以指针指向的值是不变的。
  • 指针常量:指针的常量,指针是常量,指针本身是不变的。

1.2 从表达式区分

一般根据const位置的不同,可以有以下几种写法:

const int* p; //1
int const* p; //2
int * const p; //3
const int * const p; //4
int const * const p; //5

如何区分哪个是指针常量,哪个是常量指针呢?书中有个简单的方法:从右往左读,遇到p就读作 "p is a ",遇到*就读作"point to "。来实践一下:

第1个:p is a point to int const,int是常量,所以是常量指针

第2个:p is a point to cost int,int是常量,所以是常量指针

第3个:p is a const point to int,point是常量,所以是指针常量

第4个:p is a const point to int const,int和point都是常量

第5个:p is a const point to const int,int和point都是常量

其实还有更简单的方法:看const是在*的右边,就是修饰*,就是指针是不可变的,也就是指针常量

2. 常量指针

常量指针,常量的指针,本质是一个指针,指向一个常量,也就是指针指向的值不能变。以下是几个细节点:

(1)指针指向的值不能改变

所以,以下代码错误:

int a = 10;
const int* ptr = &a;
*ptr = 20; // error,常量指针不能修改指向的常量的值

(2)虽然指针指向的值不能变,但是指针本身的值(指向的地址)可以变

(3)如果要指向常量,必须使用常量指针

const int b = 10;
//    int *p = &b; // error
const int *p = &b; // 必须用常量指针

3. 指针常量

指针常量,这个指针是一个常量,也就是指针本身的值不能变,指针指向的值可以变。

(1)指针指向的值可以变,以下代码OK

int *const const_p = &a;
*const_p = 20;

(2)指针自身的值不能变,以下代码error

int c = 30;
const_p = &c;

(3)不能指向常量,以下代码error

const int b = 10;
int *const const_p2 = &b;

4. 总结

本文我们梳理了常量指针与指针常量,从如何区分它们到使用中的一些细节。再总结一下两者的区别:

指针常量,指针是一个常量,本身的值(指向的地址)不能变,指向的值可以变。

常量指针,指向常量的指针,本身的值(指向的地址)可以变,指向的值不能变。

其实,再简单一点,我们都知道指针一般有4种属性:自身的地址,自身的类型,自身的值(指向的地址),指向的值。这两种指针类型,我们只需关注指向的地址指向的值是否能修改即可。

5. 补充知识

5.1 疑问解答

上篇文章(【重学C++】【指针】详解让人迷茫的指针数组和数组指针)的最后,我留了一个问题:

a为一维数组,为什么下面的打印a&a地址是相同的?

std::printf("a的地址:%p\n", a);  // 输出:00000000005ffe40
std::printf("a的地址:%p\n", &a);  // 输出:00000000005ffe40

现在我说一下我的一些理解(欢迎补充和指正):

  • 询问GPT的回复:在C++中,对于一维数组a[10]={},打印出a的地址和&a的地址是相同的,是因为数组名a在C++中会被隐式转换为指向数组首元素的指针,因此a和&a的值是相同的。这种关系只在一维数组时生效,多维数组不行。

那二者有什么不同吗?我们做如下测试:

int a[5] = {0,1,2,3,4};
std::printf("a+1的地址:%p\n", a+1); // 00000000005ffe44
std::printf("&a+1的地址:%p\n", &a+1); // 00000000005ffe54
std::printf("sizeof(a)=%llu\n", sizeof(a)); // 20
std::printf("sizeof(&a)=%llu\n", sizeof(&a)); // 8

从sizeof来看,a代表的是整个数组,&a代表的是指针自身。

从+1来看,a+1是往后移一个元素的大小,&a+1是往后移整个数组的大小,所以,是否可以认为:a代表的是数组首元素的地址,而&a代表的是整个数组的首地址?

5.2 数组名的本质:到底是不是指针?

看到网上很多关于数组名本质的讨论,主要集中在数组名到底是不是一个真正的指针?

一些说法是数组名的本质是一个指针常量,因为它代表的是数组首元素的地址,且不可++操作,并且它的使用方法与指针基本无异。

另一种说法是数组名不是指针,只是代表了数组首元素地址而已,因为其sizeof的大小不是指针的大小,而是数组的大小。

针对这个争论,我认为这篇文章解释的比较清楚,可以看看:https://www.51cto.com/article/277404.html。不过我觉得,无论它是不是指针,只要不耽误会用就够了…

提醒一句:一定要动手去实践一下!没有任何一篇文章看了之后就能彻底搞懂指针,必须亲身体验才能加深印象!

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