C++中const與指針、引用的分析
本文詳細(xì)的分析const與指針、引用在一起存在情況下的情況分析。
首先介紹引用
引用是對(duì)象的別名,必須在初始化的過程中與一個(gè)具體的對(duì)象綁定起來,綁定完成以后就再也不能夠修改了,引用貌似和指針有很大的相似性,但是引用是引用,是一個(gè)別名,而指針是一個(gè)變量,只是變量中保存的是對(duì)象的地址,引用并不分配新的內(nèi)存空間。因此一個(gè)引用與一塊內(nèi)存區(qū)域綁定,是這塊內(nèi)存區(qū)域的別名,就如同數(shù)組名一樣,數(shù)組是內(nèi)存中的一塊區(qū)域,數(shù)組名是這塊區(qū)域的名字,但是在內(nèi)存中并不存在額外的區(qū)域保存數(shù)組名。引用就是一塊內(nèi)存區(qū)域的別名。C++中變量實(shí)質(zhì)上就是一塊內(nèi)存區(qū)域,我們?cè)谟?i就可以得到變量i的地址,也就是說變量是這塊區(qū)域的名字。對(duì)變量的操作實(shí)質(zhì)上就是對(duì)這塊內(nèi)存中內(nèi)容的操作。別名是這塊區(qū)域的另一個(gè)名字。采用任何一個(gè)名字對(duì)這塊區(qū)域修改都會(huì)影響區(qū)域的內(nèi)容。
int vari = 10;
int &refr = vari;
vari = 20;
cout << refr << " " << vari << endl;
refr = 30;
cout << refr << " " << vari << endl;
上面的int &refr = vari實(shí)質(zhì)上就是變量vari的別名,也就是保存vari變量地址的別名,這個(gè)地址中保存的是一個(gè)int類型的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)可以通過vari來操作,可以修改。因?yàn)閞efr是一個(gè)別名,也可以通過該別名對(duì)這塊內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行操作。也就是說別名的操作就是針對(duì)一塊特定的內(nèi)存區(qū)域,這個(gè)通過變量操作的效果是一致的。
其次說說const限定符
const的引入使得在函數(shù)操作中的一些問題復(fù)雜了,但是更加的合理了,const限定符是指上是指一個(gè)常量。這個(gè)常量在一般的情況下就是限定變量不能修改,但是當(dāng)這個(gè)限定符與引用、指針結(jié)合在一起時(shí),使得很多的問題不在明朗。
1、const與指針
int *ptr;
const int *ciptr;
int const *icptr;
int * const cptr;
const int * const cicptr;
上面是關(guān)于const與指針結(jié)合時(shí)的各種情況,這并不只是C++中經(jīng)常遇到的問題,在C語言中也會(huì)有類似的討論,雖然const并不是C語言中的關(guān)鍵字。
int * ptr 是指定義一個(gè)指向int 類型的指針ptr。
const int *ciptr 是指定義一個(gè)指向const int 類型的指針ciptr,這是const 限定的是(* ciptr),也就是對(duì)指針解引用,即const限定的就是數(shù)據(jù)本身,而非指針。所以ciptr是一個(gè)指向常int型數(shù)據(jù)的指針。
int const * icptr其實(shí)和上面的const int *ciptr是一致的因?yàn)閏onst只是一個(gè)限定符,在int前還是后都 沒有影響,他限定的仍然是(*icptr),并不是icptr,也就是icptr也是指向常int型數(shù)據(jù)的指針,也就是說在icptr這個(gè)指針看來,它指向的數(shù)據(jù)是常數(shù),是不能改變的,但是是否真的不能改變,需要依據(jù)實(shí)際的類型的分析,只是不能通過這個(gè)指針來改變。也就是說該指針是一個(gè)自以為自己指向常量的指針。
int * const cptr 這時(shí)候我們還是結(jié)合const的位置分析,const限定的是cptr,cptr我們可以知道是一個(gè)指針,也就是說const限定的是一個(gè)指針,而不是指針指向的數(shù)據(jù),也就是說這種定義實(shí)質(zhì)上是定義一個(gè)常指針,也就是指針指向的地址是不變的,也就是cptr是不能被賦值的,不能采用這個(gè)指針指向其他的對(duì)象或者地址。但是這個(gè)地址中的數(shù)據(jù)并不是常數(shù),是可以改變的,可以通過對(duì)*cptr進(jìn)行修改。這種指針實(shí)質(zhì)上也就使得指針的效果大大減小,并不常用。
const int * const cicptr 這種定義結(jié)合上面的分析我們知道是一個(gè)指向常量的常指針,也就說這個(gè)指針指向的地址是一個(gè)常地址,指針不能指向其他的對(duì)象或者地址。同時(shí)對(duì)指針cicptr來說,我指向的這個(gè)地址中的內(nèi)容也是不能修改的,是一個(gè)常量,是不能修改的,但是該地址的數(shù)據(jù)能否修改還需要進(jìn)行實(shí)際的分析。
2、關(guān)于指針的初始化、賦值的問題
對(duì)于const類型的數(shù)據(jù),如果需要定義指針,這時(shí)候只能定義const類型的數(shù)據(jù),這是為什么呢?因?yàn)閷?duì)于const對(duì)象來說,數(shù)據(jù)是肯定不能修改的,如果定義指向非const的指針,程序員可能就會(huì)通過指針來修改對(duì)象的值,但是const對(duì)象是不能被修改的,肯定會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。因此const的變量只能采用指向常量的指針來指向。一般來說如果將一個(gè)非const指針指向了一個(gè)const對(duì)象,編譯的過程中就會(huì)拋出如下的錯(cuò)誤:
invalid conversion from ‘const int*’ to ‘int*’
但是對(duì)于指向常量的指針并不一定指向的數(shù)據(jù)就是常量,這是一個(gè)非常重要的技術(shù)點(diǎn),指向常量的指針指向的數(shù)據(jù)只是針對(duì)這個(gè)指針而言,他認(rèn)為自己指向的數(shù)據(jù)是常量,休想通過他來修改指向的對(duì)象。也就是說指向常量的指針在初始化、賦值的時(shí)可以初始化或者賦值為非const變量的地址,即可以指向非const的對(duì)象,只是不能通過該指針來修改對(duì)象罷了。
同時(shí)需要注意:對(duì)于指向const的指針,初始化過程比較方便,不要求是const對(duì)象的地址,可以采用非const對(duì)象的地址初始化,甚至還可以采用指向非const的指針直接賦值初始化,這時(shí)指針自己認(rèn)為自己指向的對(duì)象是常量。但是不能將指向const的指針直接賦值給指向非const的指針,如果不小心賦值也會(huì)出現(xiàn)上面出現(xiàn)的問題。下面參看一段小的代碼,說明其中的一些問題。
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int num = 20;
const int array_size = 10;
int *pnum = #
const int * cpnum = #
/*const int *指針可以采用int *指針直接初始化*/
const int *csize1 = pnum;
/*但是int * 指針不能采用const int *制作初始化*/
//int *psize = &array_size;
/*const類型數(shù)據(jù)只能采用指向const的指針來指向*/
const int *csize = &array_size;
cout << "Before change..." << endl;
cout << "The num of num = " << num << endl;
cout << "*pnum = " << *pnum << " "
<< "*cpnum = " << *cpnum << " "
<< "csize1 = " << *csize1 << endl;
num = 30;
cout << "After changed..." << endl;
cout << "The num of num = " << num << endl;
cout << "*pnum = " << *pnum << " "
<< "*cpnum = " << *cpnum << " "
<< "csize1 = " << *csize1 << endl;
return 0;
}
從上面的結(jié)果我們可以知道指向const的指針可以采用非const變量的地址進(jìn)行初始化或者賦值操作,同時(shí)也可以采用指向非const指針直接初始化指向const的指針。同時(shí)指向const的指針不能賦值給指向非const的指針,會(huì)出現(xiàn)const int *不能轉(zhuǎn)換到int *的問題。
3、const與引用
關(guān)于const和引用在一起情況下也存在一些類似于指針的情況,但是畢竟引用相比指針要簡(jiǎn)單,這時(shí)候情況也比較簡(jiǎn)單.但是我認(rèn)為分析引用應(yīng)該與分析指針是一樣也存在類似的問題。但是引用就只有兩種,非const的引用和const的引用。
評(píng)論