因为没有系统的学过 C++，最近在开发过程中反反复复被引用和指针摩擦，索性系统地跟着 「C++ Primer」一书好好整理了下相关知识。

预备知识

引用

  • 引用属于复合类型，为所引用的对象取了别名；
  • 引用本身不是对象，引用指向某个对象；
  • 一旦初始化完成，引用将和它的初始值对象一直绑定在一起；

指针

  • 指针属于复合类型，存放某个对象的内存地址；
  • 指针本身就是一个对象（在内存中有自己的存储地址），作用是指向另一个对象，以方便调用所指向的对象；
  • 如果修改了指针本身（即所存储的内存地址），自然就改变了它所指向的对象；

引用与指针的结合使用

  • 引用本身不是对象，所以不能定义「指向引用的引用」或「指向引用的指针」；
  • 指针本身是一个对象，所以可以定义「指向指针的指针」和「指向指针的引用」；

const 限定符

  • const 对象一旦创建后，其值就不能再改变；
  • 如果 const 关键词用于基本类型的变量，其用意就是变量的值不会被改变；
  • 如果 const 关键词和复合类型变量（例如指针或引用）一起使用，「复合类型变量本身是不是常量」和「其所指向的值是不是变量」，就是两个独立的问题。

常量引用 (reference to const)

  • 常量引用为约定的叫法，完整含义是一个「指向 const 对象的引用」；
const int ci = 1024;
const int &r1 = ci; //引用的类型必须和与之绑定的对象严格匹配
  • 根据 const 的定义，r1 所指向的值（即 ci）不能通过 r1 改变（反过来想，如果可以通过 r1 改变 ci 的值， const 关键词的使用毫无意义）；
  • 常量引用所指向的对象，不一定是常量，可以通过其他途径改变其值。例如：
int i = 42;
int &r1 = i;
const int &r2 = i;
r2 = 0; //不合法，不能通过 r2 去改变 i 的值；
r1 = 0; //合法，r1 是普通引用

指向常量的指针（pointer to const)

  • 与常量引用类似，pointer to const 所指向的对象，不一定是常量，可以通过非 const 对像去改变其值；
double pi = 3.14;
const double *r1 = π
double *r2 = π
*r1 = 0; // 不合法，不能通过 r1 修改 pi 的值；
*r2 = 0; // 合法，r2 是普通指针；
  • 与引用不同，指针本身就是一个对象，所以 pointer to const 本身的值是可以被改变的（当然改变后就指向了其他对象）；

const pointer

  • 译为常量指针，但是与常量引用不同，它的定义是「指针本身为常量」，不变的是指针本身（即其所表示的内存地址）而非指向的那个值。
  • const pointer 只能保证指针本身是常量，但不能说明其指向的对象是否为常量：
int errNumb = 0;
int *const curErr = &errNumb;  // curErr 是 const pointer， 但指向了普遍变量 errNumb，curErr 可以去修改 errNumb 的值；
const double pi = 3.14159; 
const double *const pip = π // pip 指向了一个 const 对象，所以不能通过 pip 去改变 pi 的值；

注意：常量指针中，const 起到类型符的作用，声明了一个常量。而在常量引用中，const 是类型修饰符，去修饰引用符。

小结

当 const 关键词与指针和引用结合使用时：

  1. 使用 pointer to const 与 reference to const 时，编译器自认为它们指向的是 const 对象，所以不能通过它们去修改其所指向的对象的值。但其实允许它们指向一个非 const 对象，也就允许通过其他途径修改所指向对象的值；
  2. Pointer to const 的特殊之处在于，它本身的值是可以改变的。所以它既不能保证自己的值不被改变，也不保证其所指向的值不能改变，只能保证不通过这个指向常量的指针去改变所指向的对象的值；
  3. Const pointer 只能保证自己的值（内存地址）不能改变。与 pointer to const 或 reference to const 不同的是，允许通过这个指针去改变所指向的值（如果所指向的是不是常量的话）。

参考


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