const char *, char * const 与 cha

简单说明

这本身是一个C语言中很基础的问题，但是由于写法是如此的相似，总是让人迷糊。经常写代码时候，要么不使用内存拷贝，要么内存拷贝使用的不正确，总之让人头大。所以就在这里总结一下这三者的联系与区别。

简单的方法

Bjarne在他的The C++ Programming Language里面给出过一个助记的方法：把一个声明从右向左读。

char * const cp; ( * 读成 pointer to ) 
// cp is a const pointer to char 

const char * p; 
// p is a pointer to const char; 

char const * p;  //建议不要如此书写，不好理解

同上因为C++里面没有const*的运算符，所以const只能属于前面的类型，同时建议不要如此书写。

C++标准规定，const关键字放在类型或变量名之前等价的。

const int n = 5;    //same as below
int const m = 10;

const int *p;    //same as below  const (int) * p
int const *q;    // (int) const *p

char ** p1;  // pointer to    pointer to    char 

const char **p2; // pointer to    pointer to const char 

char * const * p3; // pointer to const pointer to    char 

const char * const * p4; // pointer to const pointer to const char 

char ** const p5; // const pointer to    pointer to    char 

const char ** const p6; // const pointer to    pointer to const char 

char * const * const p7; // const pointer to const pointer to    char 

const char * const * const p8; // const pointer to const pointer to const char

google面试题：

const char *p = "hello";       
foo(&p);  // 函数foo(const char ** pp)下面说法正确的是［］

• A.函数foo()不能改变p指向的字符串内容。
• B.函数foo()不能使指针p指向malloc生成的地址。
• C.函数foo()可以使p指向新的字符串常量。
• D.函数foo()可以把p赋值为 NULL。

先不分析，使用代码测试如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void foo(const char **pp) {
//    *pp=NULL;
//    *pp="Hello world!";
    *pp = (char *) malloc(11);
    snprintf(*pp, 11, "hi google!");
//    (*pp)[1] = 'x';
}
int main(int argc, char** argv) {
    const char *p = "hello google!";
    printf("before foo %s \n", p);
    foo(&p);
    printf("after foo %s \n", p);
//    p[1] = 'x';
    return 0;
}

我的GCC编译环境:gcc version 9.2.0 (Homebrew GCC 9.2.0_1)
在我的编译环境中会报警:
warning: passing 'const char *' to parameter of type 'char *' discards qualifiers [-Wincompatible-pointer-types-discards-qualifiers]

编译运行结果如下：

结论如下：

1. 在foo函数中，可以使main函数中p指向的新的字符串常量。
2. 在foo函数中，可以使main函数中的p指向NULL。
3. 在foo函数中，可以使main函数中的p指向由malloc生成的内存块，并可以在main中用free释放，但是会有警告。但是注意，即使在foo中让p指向了由malloc生成的内存块，但是仍旧不能用p[1]='x';这样的语句改变p指向的内容。
4. 在foo中，不能用(*pp)[1]='x';这样的语句改变p的内容。

读者可以自己修改代码中的注释部分，查看结果以及是否可以编译通过。

所以，gcc只是根据const的字面的意思对其作了限制，即对于const char*p这样的指针，不管后来p实际指向malloc的内存或者常量的内存，均不能用p[1]='x'这样的语句改变其内容。在foo里面，对p指向malloc的内存后，可以用snprintf之类的函数修改其内容，会报警。

const char * 与 char* 的转换

GCC的环境 gcc version 9.2.0 (Homebrew GCC 9.2.0_1)

1. char* 到 const char*

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char** argv) {
   const char* p = "abcdefghijk";
   char* pc;
   pc = malloc(10 * sizeof(char));
   for (int i = 0; i < 10; ++i) {
       pc[i] = 'h';
   }
   printf("%lu\n", &pc);
   printf("%lu\n", &p);
   printf("%lu\n", &pc[0]);
   printf("%lu\n", &p[0]);
   printf("%s\n", p);
   printf("%s\n", pc);
   p = pc;
   //p[0] = 'a';
   pc[0] = 'a';
   printf("%s\n", p);
   printf("%s\n", pc);
   printf("%lu\n", &pc);
   printf("%lu\n", &p);
   printf("%lu\n", &pc[0]);
   printf("%lu\n", &p[0]);

   p = (const char*)pc;
   pc[0] = 'b';
   return 0;
}

image.png

结果中可知，const char* p的地址没有发生变化，但是里面的字符发生了变化。并且const char* p指向的数据地址到了char* pc的地方，使用p修改内容编译通过，但是会运行错误。但是继续使用pc修改内容是仍然可以的。由此，char*赋值到const char*直接指针相等就可。

2. const char* 到 char* 需要内容copy

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char** argv) {
   const char* p = "abcdefghijk"; 
   char* pc = "Hi google";
   printf("%s\n", pc);
   printf("%lu\n", &pc[0]);
   printf("%lu\n", &p[0]);
   pc = p;
   printf("%s\n", pc);
   printf("%lu\n", &pc[0]);
   //pc[0] = 'a';
   return 0;
}

image.png

看运行结果，char* pc的地址指向了const char* p，输出的内容也是const char* p的。但是仅仅是将指针地址指向了"abcdefghijk" ，打开注释代码，编译通过，但是运行却是error异常退出。也很容易理解，char*指针不可以修改const char*指向的地址内容，所以需要字符串copy。