C++ supplement 指針進階及const限定符

在上一節中說到了基本的指針的定義與解析,下面便是升級版,多級指針的理解:

所謂多級指針在于有多重的指針導向,因為指針是一個對象,在內存中會分配空間,所以可以定義一個指針來指向該指針變量,也就是指向指針類型的指針。那么在解析的時候也就需要進行多重解析了,第一重解析即得到一級指針的地址,第二重解析即得到一級指針所指向的內容。如下圖所示:

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另外,正如給一般的變量去別名一樣,既然指針也是一種變量,那么也就可以給它取一個別名啦~~只是這個時候一個變量前面就有多個修飾符了,為了方便理解,最簡便的方法是從右至左來解讀符號,(*&)——改變量是一個引用型,并且是一個指針類型的引用,如下圖所示:

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之前在項目編程中,也經常使用到const限定符來對變量進行限定,經常是在函數參數定義時使用以使得傳遞到函數的參數在該函數處理中原始性不會被破壞。若定義一個const修飾的變量時需要對其進行初始化,該初始化的值可以是其他的已有初始化的變量,或者其他有實際值的值或表達式,之后該值便不能再被修改。

好了,知道了const的基本用法,下面來說說當有多個文件中共享或者單獨定義const變量的方法:

常規地,在每個文件中定義的重名的常量型變量其作用域也只在其所在的文件,但若希望某一個文件中定義的變量在其他文件中也能共享,此時只需在定義時在其前面加上限定詞extern關鍵詞,然后在其他文件中聲明時也添加上extern即可,此時該文件中的變量可以不用賦初值,用了extern做修飾則說明它的定義在別處。如下圖:

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接下來就來說說常量變量的引用問題,顧名思義,這種引用是給一個常量型的變量取一個別名,但在給其賦值時,常量型的引用類型只能是常量型(const int i=0;const int &r=i ),但是,常量型引用的初始化值可以是非常量型的任意表達式(int ?i=0;const int &r=i),只要最終該表達式可以轉換成一個確定的值即可。如下圖所示:

在這兒說明一下,為什么非const型的引用無法實現const型變量對其賦值。這就要說到引用存在的意義了,引用即別名,也就是通過對該別名值的改變同等于對其綁定值的改變,但是,如果其綁定值為const類型,也就是其值本身就不可變,那么這種非const型的引用也就失去了意義,所以不存在將const型的變量賦值給非const型的引用。

總之,簡單來講,就是等號的左邊有const的情況下,右邊可以隨意;但是當等號的右邊是const型時,則等號左邊只能是const 型的引用


上面分別說明了指針與const限定符,那么下面來說說兩者的結合體吧~~也就是指向常量的指針。

指向常量的指針(const int*r=&p)即該指針所指向的為常量型的變量,但也并非非得是常量不可,也可以是非const型,也就是等號左邊有const,但對于等號右邊是否為const型并不在意,其強調的是,不能通過該指針對其所指的對象進行值的改變,而對所指對象并無特別的要求。如下圖所示:

說完了指針指向const型的變量后,下面來說說const指針,因為指針和引用最大的不同在于指針是對象占用內存空間,而引用不是對象,在內存中是沒有單獨地址的,所以可以將指針定義成const常量型。與一般的常量型變量一樣,在定義時需要賦初值,而且一旦該指針變量所存的地址值確定后則不能再被改變(int i=0;int *const p=&i),如下圖所示:

需要注意的是:

也就是const型指針所存的地址值不能被改變,但其所指對象的值是否能被改變則取決于該變量是否為const型。在這兒就牽涉到了頂層const與底層const的概念,所謂頂層與底層,指的是const所在的層次級別,頂層即常見的常量型直接定義變量,底層是針對常量型引用以及指向const類型的指針而言的。如下圖所示:

好了,對于const限定符其繞來繞去也就是三種簡單情況的組合,

1:變量直接定義成const常量型,并初始化(const int i=1)

2、const與引用的組合:const int &a=i;

3、const與指針的組合:const int *p=&p ? ?int *const p=&p

以上三種即為最基本的const限定符的使用,這些const均為頂層const,其他的更復雜的組合方式即為這三種基本方式的結合,如: const int*&b=p(p也可以不是const類型的),const int * const c=p(p也可以不是const類型的)

那么針對更復雜的組合 ,記住從右往左讀各個限定符一層層的理解即可~

下面再來了解一下常量表達式(constexpr):

在這兒值得注意的是,在對指針的修飾中,constexpr不能簡單地用const替換,因為constexpr只用來限定指針是常量而對其所指的內容不作限定,如下圖:

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