C語言const：禁止修改變量的值

有時候我們希望定義這樣一種變量，它的值不能被改變，在整個作用域中都保持固定。例如，用一個變量來表示班級的最大人數，或者表示緩沖區的大小。為了滿足這一要求，可以使用const關鍵字對變量加以限定：

const int MaxNum = 100;  //班級的最大人數

這樣 MaxNum 的值就不能被修改了，任何對 MaxNum 賦值的行為都將引發錯誤：

MaxNum = 90;  //錯誤，試圖向 const 變量寫入數據

我們經常將 const 變量稱為常量（Constant）。創建常量的格式通常為：

const type name = value;

const 和 type 都是用來修飾變量的，它們的位置可以互換，也就是將 type 放在 const 前面：

type const name = value;

但我們通常采用第一種方式，不采用第二種方式。另外建議將常量名的首字母大寫，以提醒程序員這是個常量。

由於常量一旦被創建後其值就不能再改變，所以常量必須在定義的同時賦值（初始化），後面的任何賦值行為都將引發錯誤。一如既往，初始化常量可以使用任意形式的表達式，如下所示：

#include <stdio.h>

int getNum(){
    return 100;
}

int main(){
    int n = 90;
    const int MaxNum1 = getNum();  //運行時初始化
    const int MaxNum2 = n;  //運行時初始化
    const int MaxNum3 = 80;  //編譯時初始化
    printf("%d, %d, %d\n", MaxNum1, MaxNum2, MaxNum3);

    return 0;
}

運行結果：
100, 90, 80

const 和指針

const 也可以和指針變量一起使用，這樣可以限制指針變量本身，也可以限制指針指向的數據。const 和指針一起使用會有幾種不同的順序，如下所示：

const int *p1;
int const *p2;
int * const p3;

在最後一種情況下，指針是只讀的，也就是 p3 本身的值不能被修改；在前面兩種情況下，指針所指向的數據是只讀的，也就是 p1、p2 本身的值可以修改（指向不同的數據），但它們指向的數據不能被修改。

當然，指針本身和它指向的數據都有可能是只讀的，下面的兩種寫法能夠做到這一點：

const int * const p4;
int const * const p5;

const 和指針結合的寫法多少有點讓初學者摸不著頭腦，大家可以這樣來記憶：const 離變量名近就是用來修飾指針變量的，離變量名遠就是用來修飾指針指向的數據，如果近的和遠的都有，那麼就同時修飾指針變量以及它指向的數據。

const 和函數形參

在C語言中，單獨定義 const 變量沒有明顯的優勢，完全可以使用#define命令代替。const 通常用在函數形參中，如果形參是一個指針，為了防止在函數內部修改指針指向的數據，就可以用 const 來限制。

在C語言標准庫中，有很多函數的形參都被 const 限制了，下面是部分函數的原型：

size_t strlen ( const char * str );
int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );
char * strcat ( char * destination, const char * source );
char * strcpy ( char * destination, const char * source );
int system (const char* command);
int puts ( const char * str );
int printf ( const char * format, ... );

我們自己在定義函數時也可以使用 const 對形參加以限制，例如查找字符串中某個字符出現的次數：

#include <stdio.h>

size_t strnchr(const char *str, char ch){
    int i, n = 0, len = strlen(str);

    for(i=0; i<len; i++){
        if(str[i] == ch){
            n++;
        }
    }
   
    return n;
}

int main(){
    char *str = "http://c.biancheng.net";
    char ch = 't';
    int n = strnchr(str, ch);
    printf("%d\n", n);
    return 0;
}

運行結果：
3

根據 strnchr() 的功能可以推斷，函數內部要對字符串 str 進行遍歷，不應該有修改的動作，用 const 加以限制，不但可以防止由於程序員誤操作引起的字符串修改，還可以給用戶一個提示，函數不會修改你提供的字符串，請你放心。

const 和非 const 類型轉換

當一個指針變量 str1 被 const 限制時，並且類似const char *str1這種形式，說明指針指向的數據不能被修改；如果將 str1 賦值給另外一個未被 const 修飾的指針變量 str2，就有可能發生危險。因為通過 str1 不能修改數據，而賦值後通過 str2 能夠修改數據了，意義發生了轉變，所以編譯器不提倡這種行為，會給出錯誤或警告。

也就是說，const char *和char *是不同的類型，不能將const char *類型的數據賦值給char *類型的變量。但反過來是可以的，編譯器允許將char *類型的數據賦值給const char *類型的變量。

這種限制很容易理解，char *指向的數據有讀取和寫入權限，而const char *指向的數據只有讀取權限，降低數據的權限不會帶來任何問題，但提升數據的權限就有可能發生危險。

C語言標准庫中很多函數的參數都被 const 限制了，但我們在以前的編碼過程中並沒有注意這個問題，經常將非 const 類型的數據傳遞給 const 類型的形參，這樣做從未引發任何副作用，原因就是上面講到的，將 const 類型轉換為非 const 類型是允許的。

下面是一個將 const 類型賦值給非 const 類型的例子：

#include <stdio.h>

void func(char *str){ }

int main(){
    const char *str1 = "c.biancheng.net";
    char *str2 = str1;
    func(str1);
    return 0;
}

第7、8行代碼分別通過賦值、傳參（傳參的本質也是賦值）將 const 類型的數據交給了非 const 類型的變量，編譯器不會容忍這種行為，會給出警告，甚至直接報錯。