理解C/C++中const char*、char* const、const char* const、char* const*等等

先說些題外話，今天學習execve(2)的使用，因爲書上代碼使用的是C89標準，因此下面這種代碼都被我修改了

char* s[] = { "aaa", "bbb", "cc" };

也就是在char前面加個const，由於"aaa"、"bbb"、"cc"都是字符串字面值（string literal），在C++標準中string literal只能轉換成const char*，緣由是即便用char*指向string literal，也是沒法修改的。好比上述代碼不作修改在舊標準中是可行的，可是妄圖用s[0][0] = 'd'來使s[0]變成"daa"，那麼運行時會報錯，由於string literal是存在靜態常量區的，不可修改，可是能夠取得string literal的地址（用指針類型表示）。這就跟char*的語義產生了衝突，由於char*指向的是char而不是const char，理論上是能夠賦值的。

因而當我改爲const char* s[]後，傳入execve(2)時編譯報錯：期待參數類型是char * const*，可是傳入參數類型是const char **。

int execve(const char *filename, char *const argv[],
                  char *const envp[]);

當我去掉const（也就是變回了char* s[]）後，編譯經過。從例子能夠看出，char**能夠轉換成char* const*，可是const char**不能顯式轉換成char* const*，這樣的規則除了像我這樣實際修改代碼測試，還有什麼辦法記下來呢？

這個問題博客最後再回答，先出道題：如下類型的變量p，分別具備什麼性質？

具體而言，p、p[0]、p[0][0]……是否能夠修改（即而出p = q、p[0] = q這樣的代碼），像p[1]、p[2]……和p[0]類型是相同的，性質也相同，

(1)const char* p (2)char const* p (3)char* const p (4)const char** p (5)char const** (6)char* const* (7)char** const

思路簡單來講就是「就近原則」+「符號*的消去」+「const性質」，具體看我下面解釋

（1）const char* p：離p最近的是*而不是const，所以p能夠修改；如今考慮p[0]，那麼，對一個指針p使用運算符*，操做步驟是消去*到p之間的全部部分，那麼*p就變成了const char類型，被const修飾，所以不能夠修改

驗證代碼

char s1[] = { 'a', 'b', 'c' };
char s2[] = { 'a', 'b', 'c' };
const char* p = s1;
p[0] = 'd';  // 編譯報錯
p = s2;      // 編譯經過

（2）char const* p：離p最近的是*而不是const，所以p能夠修改；考慮p[0]，消去*後爲char const，被const修飾，所以不能夠修改。結果和（1）同樣

（3）char* const p：離p最近的是const而不是*，所以p不能夠修改；考慮p[0]，消去* const部分剩下的是char，能夠修改。

驗證代碼：把（1）的const char* p = s1;改爲char* const p = s1;

（4）const char** p ：離p最近的是*而不是const，所以p能夠修改；考慮p[0]，消去*後剩下const char*，距離最近的是*而不是const，所以p[0]能夠修改；考慮p[0][0]，消去*後剩下const char，不可修改；

驗證代碼

char s1[] = { 'a', 'b', 'c', '\0' };
char s2[] = { 'd', 'e', 'f', '\0' };
char* ss1[] = { &s1[0], &s2[0] };
char* ss2[] = { &s1[0], &s2[0] };
const char** p = (const char**)ss1;  // 須要強制轉換
p = (const char**)ss2; // 編譯經過
p[0] = &s2[0];         // 編譯經過
p[0][0] = 'x';         // 編譯報錯

（5）char const** p：同（4）

（6）char* const* p：離p最近的是*而不是const，所以p能夠修改；考慮p[0]，消去*後剩下char* const，距離最近的是const而不是*，所以p[0]不可修改；考慮p[0][0]，消去* const後剩下char，可修改；

驗證代碼

char* const* p = ss1;
p = ss2;           // 編譯經過
p[0] = &s1[0];     // 編譯報錯
p[0][0] = 'x';     // 編譯經過

（7）char** const p：離p最近的是const而不是*，所以p不能夠修改；考慮p[0]，消去* const後剩下char*，距離最近的是*，所以p[0]能夠修改；考慮p[0][0]，消去*後剩下char，可修改

驗證代碼

char** const p = ss1;
p = ss2;           // 編譯報錯
p[0] = &s1[0];     // 編譯經過
p[0][0] = 'x';     // 編譯經過

總結下來，假設變量p，把p的類型看作字符串s（好比"const char*"），因爲變量聲明/定義時寫做const char* p;所以把s最右邊的看做當初距離p最近的

分析字符串s時忽略空格部分，規律以下：

（1）若s最右邊的是const而不是*，則p不可修改；不然p可修改。

（2）p[0]的類型字符串只須要找到s最右邊的字符*，而後去掉該字符之後（包括該字符）的部分，獲得p[0]的類型字符串。

 

那麼，再來解決以前的問題吧，爲何const char**不能顯式轉換成char* const*？

先來考慮char* const*的意義，設該類型的變量爲p，用上述方法可得出：p可修改，p[0]不可修改，p[0][0]可修改。

而對const char** p而言：p可修改，p[0]可修改，p[0][0]不可修改。

把可修改的類型轉換成不可修改的類型是安全的，可是把自己不可修改的類型轉換成可修改的類型就是危險的。類型轉換並不改變變量的本質，若是把一個不可修改的類型（好比以前提到的string literal）當成可修改的類型，試圖修改，在代碼中沒法檢測出來，可是運行時就會報錯。可是把一個可修改的類型當成不可修改的類型，試圖修改，編譯時就會報錯，而且這是咱們指望的。

打個也許不太恰當的比方，如今眼前有個鑽石，可是也有可能只是想塊鑽石的糖。

一、若是它是鑽石，你把它當成糖，用力咬下去牙齒就碎了。

二、若是它是糖，你把它當成鑽石，你就不會去咬，牙齒仍是無缺的，至少避免了不當心咬到鑽石的危險。