理解C++ — 变量与常量(1)

变量与常量(1)

程序运行时，所用的数据首先要被放在内存。内存有两个最基本的属性，一个是它的地址(编号),另一个就是它存储的数据。就如一堆小箱子，编号用来区分到底是用到哪个箱子，数值就如箱子里面放着的东西。

数据放在内存，我们给它一个名字，名字只不过是个符号，符号本身都是没有什么意义的，符号代表的东西才有意义。取了名字之后可以根据名字来方便取回我的数就行了。名字到最后都会影射到地址。可以说，名字是只是给人看的，那个人最可能是你自己，所以为了自己, 也为了别人幸福，请花点心思去取个好名字。

数据放在内存之后，可以分为变量与常量，常者，不变也；量者，数值也。前面已经说了，内存有地址和存储的数据两个最基本的属性，因此常量与变量当然也有两个最基本的属性了，一是它分配到的内存地址，另一个就是地址所指内存里面的数值。常量与变量就是从地址里面的数值可否变化来区分的。程序执行时数值可变为变量，不可变为常量。常量的数值在程序执行之前已经确定下来的了。当然变量与常量还有其它的要素，比如名字和类型。名字最终会影射到地址，类型可以决定它们的大小和行为。类型有其自身的意义。

从地址里面的数值可以区分变量与常量。那么从分配的内存地址来看呢，又可以将变量与常量分为 静态(static)，动态(dynamic)，自动(auto)三种不相同的状态。C++中，关键字const含义为不变(常), 关键字static含义为固定(静)。照我理解（注意，是我自己的理解)，常和静，变和动，都是一个意思，指变化和不变化，只不过常和变是对于内存存储的数而言，静和动是对于内存地址而言。

好啦。现在看看静态，动态，和自动到底是什么含义，怎么去区分? 当程序刚启动，系统会分配些栈啊，程序控制块啊，各个段啊之类，这可以算一个准备阶段，在这个准备阶段，程序代码还没有正式执行，常量与常量所需的内存已经分配好了，地址已经确定下来，这就为静态。当程序代码已经执行，才去分配内存，内存地址还没有确定，为动态或者自动。要是代码正在执行，需要内存分配，这一个分配行为由系统全部完成，不用你去操心，就为自动；要是需要程序员自己决定分配的时机，显式调用malloc，new 之类的分配函数，就为动态。概括的说，程序执行之前已经分配好内存，决定好内存地址，为静态; 程序执行之时再分配，分两种情况，1)系统自动完成，为自动类型。2)需要显式调用分配函数，自己决定时机，为动态。

将属性关联到数据的过程，叫做绑定(binding)。如果在程序执行之前，变量与常量的属性已经确定了，就叫静态绑定；要是要等到程序执行之时，属性才被关联，被确定，就叫动态绑定。看看C++的书籍，静态，动态，绑定的概念会老是出现的, 到这里应该有大概的理解了，主要是以属性确立的时机来区分。其实不单是变量，常量，有时候调用什么函数(也就是函数的地址)也需要在程序执行之时才能确定。这时候可以先将函数地址先存起来，或者做成一个表。可能有人问，怎么函数地址也可以放起来的吗? 当然了，函数也需要内存来放，既然放在内存，为了找回它，就一定要得回它的位置，也就地址。对于计算机来说，所有东西都是101010之类的数值，什么都已经没有区别了。既然如此，函数，代码，浮点，对象，跟int之类的整型没有什么两样。int可以先放着，函数为什么不可以?

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C++中，const是个很重要的关键字，施加了一种约束。有约束其实不是件坏事情，无穷的权利意味着无穷的灾难。应用了const之后，就不可以改变变量的数值了，要是一不小心改变了编译器就会报错，你就容易找到错误的地方。不要害怕编译器报错，正如不要害怕朋友指出你的缺点，编译器是写程序人的朋友，编译时期找到的错误越多，隐藏着的错误就会越少。所以，只要你觉得有不变的地方，就用const修饰，用得越多越好。比如你想求圆的周长，需要用到Pi, Pi不会变的，就加const，const double Pi = 3.1415926; 比如你需要在函数中传引用，只读，不会变的，前面加const; 比如函数有个返回值，返回值是个引用，只读，不会变的，前面加const; 比如类中有个private数据，外界要以函数方式读取，不会变的，加const, 这个时候就是加在函数定义末尾，加在末尾只不过是个语法问题。其实语法问题不用太过注重，语法只不过是末节，记不住了，翻翻书就可以了，接触多了，自然记得，主要是一些概念难以理解。你想想，const加在前面修饰函数返回值，这时候const不放在末尾就没有什么地方放了。

不过const修饰指针就需要注意一下了。要是修饰的类型不是指针，比如int之类，const放在int之前和int之后是一样的，比如
const int a = 2;
int const a = 2;
有着同样的效果。我自己偏向于第一种写法，其实想想，第二种写法更为合理，表示修饰变量a本身，所以a的值不可变。
当类型为指针时，以星号*为界, const加在左右两边，有不同的意思。
1) const int* pa = &a; (可以写成 int const* pa = &a; 注意是以星号为界)
2) int* const pa = &a;
写法1)表示pa所指向的变量，也就是a的值不可变。写法2)表示pa的指向，也就是pa本身的值不可以变，不可以现在指向a, 跟着指向b.
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int a = 2;
int b = 3;
const int* pt = &a;
//*pa = 1; Error
pa = &b; OK

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int a = 2;
int b = 3;
int* const pt = &a;
*pa = 1; OK
//pa = &b; Error

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前面已经说过了，const用来指示内存中的数值不会变。指针本质上是一个地址(编号), 这个编号也需要放在内存。所以pa这个变量放在内存，数值是一个地址。当const在*右边，const直接修饰pa, 表示pa的数值不会变，所以也就不可以改变指向。当const在*左边，就修饰指向的变量，故*pa的值不能变。要是const int* const pa = &a; a的值不可变，pa的指向也不可变。请仔细想一想。这个问题困惑了我很久的了。

(注: 以上是个人观点，有理无理，回帖评论)