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C++中const与指针、引用的分析

gecimao 发表于 2019-04-24 07:45 | 查看: | 回复:

  引用是对象的别名,必须在初始化的过程中与一个具体的对象绑定起来,绑定完成以后就再也不能够修改了,引用貌似和指针有很大的相似性,但是引用是引用,是一个别名,而指针是一个变量,只是变量中保存的是对象的地址,引用并不分配新的内存空间。因此一个引用与一块内存区域绑定,是这块内存区域的别名,就如同数组名一样,数组是内存中的一块区域,数组名是这块区域的名字,但是在内存中并不存在额外的区域保存数组名。引用就是一块内存区域的别名。C++中变量实质上就是一块内存区域,我们在用&i就可以得到变量i的地址,也就是说变量是这块区域的名字。对变量的操作实质上就是对这块内存中内容的操作。别名是这块区域的另一个名字。采用任何一个名字对这块区域修改都会影响区域的内容。

  上面的int &refr = vari实质上就是变量vari的别名,也就是保存vari变量地址的别名,这个地址中保存的是一个int类型的数据,数据可以通过vari来操作,可以修改。因为refr是一个别名,也可以通过该别名对这块内存区域进行操作。也就是说别名的操作就是针对一块特定的内存区域,这个通过变量操作的效果是一致的。

  const的引入使得在函数操作中的一些问题复杂了,但是更加的合理了,const限定符是指上是指一个常量。这个常量在一般的情况下就是限定变量不能修改,但是当这个限定符与引用、指针结合在一起时,使得很多的问题不在明朗。

  上面是关于const与指针结合时的各种情况,这并不只是C++中经常遇到的问题,在C语言中也会有类似的讨论,虽然const并不是C语言中的关键字。

  int const * icptr其实和上面的const int *ciptr是一致的因为const只是一个限定符,在int前还是后都 没有影响,他限定的仍然是(*icptr),并不是icptr,也就是icptr也是指向常int型数据的指针,也就是说在icptr这个指针看来,它指向的数据是常数,是不能改变的,但是是否真的不能改变,需要依据实际的类型的分析,只是不能通过这个指针来改变。也就是说该指针是一个自以为自己指向常量的指针。

  int * const cptr 这时候我们还是结合const的位置分析,const限定的是cptr,cptr我们可以知道是一个指针,也就是说const限定的是一个指针,而不是指针指向的数据,也就是说这种定义实质上是定义一个常指针,也就是指针指向的地址是不变的,也就是cptr是不能被赋值的,不能采用这个指针指向其他的对象或者地址。但是这个地址中的数据并不是常数,是可以改变的,可以通过对*cptr进行修改。这种指针实质上也就使得指针的效果大大减小,并不常用。

  const int * const cicptr 这种定义结合上面的分析我们知道是一个指向常量的常指针,也就说这个指针指向的地址是一个常地址,指针不能指向其他的对象或者地址。同时对指针cicptr来说,我指向的这个地址中的内容也是不能修改的,是一个常量,是不能修改的,但是该地址的数据能否修改还需要进行实际的分析。

  对于const类型的数据,如果需要定义指针,这时候只能定义const类型的数据,这是为什么呢?因为对于const对象来说,数据是肯定不能修改的,如果定义指向非const的指针,程序员可能就会通过指针来修改对象的值,但是const对象是不能被修改的,肯定会出现错误。因此const的变量只能采用指向常量的指针来指向。一般来说如果将一个非const指针指向了一个const对象,编译的过程中就会抛出如下的错误:

  但是对于指向常量的指针并不一定指向的数据就是常量,这是一个非常重要的技术点,指向常量的指针指向的数据只是针对这个指针而言,他认为自己指向的数据是常量,休想通过他来修改指向的对象。也就是说指向常量的指针在初始化、赋值的时可以初始化或者赋值为非const变量的地址,即可以指向非const的对象,只是不能通过该指针来修改对象罢了。

  同时需要注意:对于指向const的指针,初始化过程比较方便,不要求是const对象的地址,可以采用非const对象的地址初始化,甚至还可以采用指向非const的指针直接赋值初始化,这时指针自己认为自己指向的对象是常量。但是不能将指向const的指针直接赋值给指向非const的指针,如果不小心赋值也会出现上面出现的问题。下面参看一段小的代码,说明其中的一些问题。

  从上面的结果我们可以知道指向const的指针可以采用非const变量的地址进行初始化或者赋值操作,同时也可以采用指向非const指针直接初始化指向const的指针。同时指向const的指针不能赋值给指向非const的指针,会出现const int *不能转换到int *的问题。

  关于const和引用在一起情况下也存在一些类似于指针的情况,但是毕竟引用相比指针要简单,这时候情况也比较简单.但是我认为分析引用应该与分析指针是一样也存在类似的问题。但是引用就只有两种,非const的引用和const的引用。

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