const char*, char const*, char*const的区别以及静态和非静态变量、函数的总结

const char*, char const*, char*const的区别问题几乎是C++面试中每次都会有的题目。

事实上这个概念谁都有,只是三种声明方式非常相似很容易记混。

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;

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。

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

说到这里，我们可以看一道以前Google的笔试题：

［题目］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.

至于这道题的答案是众说纷纭。针对上面这道题，我们可以用下面的程序测试：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> void foo(const char **pp) { // *pp=NULL; // *pp="Hello world!"; *pp = (char *) malloc(10); snprintf(*pp, 10, "hi google!"); // (*pp)[1] = 'x'; } int main() { const char *p="hello"; printf("before foo %s/n",p); foo(&p); printf("after foo %s/n",p); p[1] = 'x'; return; }

结论如下：

在foo函数中，可以使main函数中p指向的新的字符串常量。
在foo函数中，可以使main函数中的p指向NULL。
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。
在foo中，不能用(*pp)[1]='x';这样的语句改变p的内容。

所以，感觉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。但是很奇怪，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。

补充：关键字static、Const、Volatile的作用是什么？

关键字static的作用是什么？

这个简单的问题很少有人能回答完全。在C语言中，关键字static有三个明显的作用：

1). 在函数体，一个被声明为静态的变量在这一函数被调用过程中维持其值不变。

2). 在模块内（但在函数体外），一个被声明为静态的变量可以被模块内所用函数访问，但不能被模块外其它函数访问。它是一个本地的全局变量。

3). 在模块内，一个被声明为静态的函数只可被这一模块内的其它函数调用。那就是，这个函数被限制在声明它的模块的本地范围内使用。

大多数应试者能正确回答第一部分，一部分能正确回答第二部分，同是很少的人能懂得第三部分。这是一个应试者的严重的缺点，因为他显然不懂得本地化数

据和代码范围的好处和重要性。

关键字const是什么含意？

我只要一听到被面试者说：“const意味着常数”，我就知道我正在和一个业余者打交道。去年Dan Saks已经在他的文章里完全概括了const的所有用法，因此ESP(译者：Embedded Systems Programming)的每一位读者应该非常熟悉const能做什么和不能做什么.如果你从没有读到那篇文章，只要能说出const意味着“只读”就可以了。尽管这个答案不是完全的答案，但我接受它作为一个正确的答案。（如果你想知道更详细的答案，仔细读一下Saks的文章吧。）如果应试者能正确回答这个问题，我将问他一个附加的问题：下面的声明都是什么意思？

const int a;

int const a;

const int *a;

int * const a;

int const * a const;

前两个的作用是一样，a是一个常整型数。第三个意味着a是一个指向常整型数的指针（也就是，整型数是不可修改的，但指针可以）。第四个意思a是一个指向整型数的常指针（也就是说，指针指向的整型数是可以修改的，但指针是不可修改的）。最后一个意味着a是一个指向常整型数的常指针（也就是说，指针指向的整型数是不可修改的，同时指针也是不可修改的）。如果应试者能正确回答这些问题，那么他就给我留下了一个好印象。顺带提一句，也许你可能会问，即使不用关键字 const，也还是能很容易写出功能正确的程序，那么我为什么还要如此看重关键字const呢？我也如下的几下理由：

1). 关键字const的作用是为给读你代码的人传达非常有用的信息，实际上，声明一个参数为常量是为了告诉了用户这个参数的应用目的。如果你曾花很多时间清理其它人留下的垃圾，你就会很快学会感谢这点多余的信息。（当然，懂得用const的程序员很少会留下的垃圾让别人来清理的。）

2). 通过给优化器一些附加的信息，使用关键字const也许能产生更紧凑的代码。

3). 合理地使用关键字const可以使编译器很自然地保护那些不希望被改变的参数，防止其被无意的代码修改。简而言之，这样可以减少bug的出现。

关键字volatile有什么含意 并给出三个不同的例子。

一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是，优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保存在寄存器里的备份。下面是volatile变量的几个例子：

1). 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器）

2). 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)

3). 多线程应用中被几个任务共享的变量

回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。嵌入式系统程序员经常同硬件、中断、RTOS等等打交道，所用这些都要求volatile变量。不懂得volatile内容将会带来灾难。

假设被面试者正确地回答了这是问题（嗯，怀疑这否会是这样），我将稍微深究一下，看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。

1). 一个参数既可以是const还可以是volatile吗？解释为什么。

2). 一个指针可以是volatile 吗？解释为什么。

3). 下面的函数有什么错误：

int square(volatile int *ptr)

{

return *ptr * *ptr;

}

下面是答案：

1). 是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变。它是const因为程序不应该试图去修改它。

2). 是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer的指针时。

3). 这段代码的有个恶作剧。这段代码的目的是用来返指针*ptr指向值的平方，但是，由于*ptr指向一个volatile型参数，编译器将产生类似下面的代码：

int square(volatile int *ptr)

{

int a,b;

a = *ptr;

b = *ptr;

return a * b;

}

由于*ptr的值可能被意想不到地该变，因此a和b可能是不同的。结果，这段代码可能返不是你所期望的平方值！正确的代码如下：

long square(volatile int *ptr)

{

int a;

a = *ptr;

return a * a;

}

补充：
数据成员可以分静态变量、非静态变量两种.

静态成员：静态类中的成员加入static修饰符,即是静态成员.可以直接使用类名+静态成员名访问此静态成员,因为静态成员存在于内存,非静态成员需要实例化才会分配内存,所以静态成员不能访问非静态的成员..因为静态成员存在于内存,所以非静态成员可以直接访问类中静态的成员.

非成静态员：所有没有加Static的成员都是非静态成员,当类被实例化之后,可以通过实例化的类名进行访问..非静态成员的生存期决定于该类的生存期..而静态成员则不存在生存期的概念,因为静态成员始终驻留在内容中..

一个类中也可以包含静态成员和非静态成员,类中也包括静态构造函数和非静态构造函数..

分两个方面来总结，第一方面主要是相对于面向过程而言，即在这方面不涉及到类，第二方面相对于面向对象而言，主要说明static在类中的作用。

一、在面向过程设计中的static关键字

1、静态全局变量

定义：在全局变量前，加上关键字 static 该变量就被定义成为了一个静态全局变量。

特点：

　　A、该变量在全局数据区分配内存。

　　B、初始化：如果不显式初始化，那么将被隐式初始化为0(自动变量是随机的,除非显式地初始化)。

　　C、访变量只在本源文件可见，严格的讲应该为定义之处开始到本文件结束。

　　例（摘于C++程序设计教程---钱能主编P103）： 　　　　　　　　//file1.cpp

　　　　　　　　//Example 1

#include <iostream.h>

void fn();

static int n; //定义静态全局变量

void main()

{

n=20;

cout<<n<<endl;

fn();

}

void fn()

{

n++;

cout<<n<<endl;

}

　　D、文件作用域下声明的const的常量默认为static存储类型。

静态变量都在全局数据区分配内存，包括后面将要提到的静态局部变量。对于一个完整的程序，在内存中的分布情况如下图：

　 代码区

全局数据区

堆区

栈区

　　一般程序的由new产生的动态数据存放在堆区，函数内部的自动变量存放在栈区。自动变量一般会随着函数的退出而释放空间，静态数据（即使是函数内部的静态局部变量）也存放在全局数据区。全局数据区的数据并不会因为函数的退出而释放空间。细心的读者可能会发现，Example 1中的代码中将

static int n; //定义静态全局变量

改为:

int n; //定义全局变量程序照样正常运行。的确，定义全局变量就可以实现变量在文件中的共享，但定义静态全局变量还有以下好处：

静态全局变量不能被其它文件所用；(好像是区别extern的)

其它文件中可以定义相同名字的变量，不会发生冲突；

您可以将上述示例代码改为如下：

//Example 2

//File1

#include <iostream.h>

void fn();

static int n; //定义静态全局变量(只能在本文件中使用)

void main()

{

n=20;

cout<<n<<endl;

fn();

}

//File2

#include <iostream.h>

extern int n;(可在别的文件中引用这个变量)

void fn()

{

n++;

cout<<n<<endl;

}编译并运行Example 2，您就会发现上述代码可以分别通过编译，但link时出现错误。试着将 static int n; //定义静态全局变量

改为

int n; //定义全局变量

再次编译运行程序，细心体会全局变量和静态全局变量的区别。2、静态局部变量 定义：在局部变量前加上static关键字时，就定义了静态局部变量。我们先举一个静态局部变量的例子，如下：//Example 3

#include <iostream.h>

void fn();

void main()

{

fn();

fn();

fn();

}

void fn()

{

static n=10;

cout<<n<<endl;

n++;

}

　　通常，在函数体内定义了一个变量，每当程序运行到该语句时都会给该局部变量分配栈内存。但随着程序退出函数体，系统就会收回栈内存，局部变量也相应失效。

　　但有时候我们需要在两次调用之间对变量的值进行保存。通常的想法是定义一个全局变量来实现。但这样一来，变量已经不再属于函数本身了，不再仅受函数的控制，给程序的维护带来不便。

　　静态局部变量正好可以解决这个问题。静态局部变量保存在全局数据区，而不是保存在栈中，每次的值保持到下一次调用，直到下次赋新值。

特点：

　　A、该变量在全局数据区分配内存。

　　B、初始化：如果不显式初始化，那么将被隐式初始化为0,以后的函数调用不再进行初始化。

　　C、它始终驻留在全局数据区，直到程序运行结束。但其作用域为局部作用域，当定义它的函数或　语句块结束时，其作用域随之结束。3、静态函数（注意与类的静态成员函数区别） 定义：在函数的返回类型前加上static关键字，函数即被定义成静态函数。 特点： 　　A、静态函数与普通函数不同，它只能在声明它的文件当中可见，不能被其它文件使用。 　　静态函数的例子：//Example 4

#include <iostream.h>

static void fn();//声明静态函数

void main()

{

fn();

}

void fn()//定义静态函数

{

int n=10;

cout<<n<<endl;

}定义静态函数的好处：静态函数不能被其它文件所用；

其它文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突；

二、面向对象的static关键字（类中的static关键字）

1、静态数据成员

在类内数据成员的声明前加上关键字static，该数据成员就是类内的静态数据成员。先举一个静态数据成员的例子。

//Example 5

#include <iostream.h>

class Myclass

{

public:

Myclass(int a,int b,int c);

void GetSum();

private:

int a,b,c;

static int Sum;//声明静态数据成员

};

int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员

Myclass::Myclass(int a,int b,int c)

{

this->a=a;

this->b=b;

this->c=c;

Sum+=a+b+c;

}

void Myclass::GetSum()

{

cout<<"Sum="<<Sum<<endl;

}

void main()

{

Myclass M(1,2,3);

M.GetSum();

Myclass N(4,5,6);

N.GetSum();

M.GetSum();

}可以看出，静态数据成员有以下特点：

对于非静态数据成员，每个类对象都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员。无论这个类的对象被定义了多少个，静态数据成员在程序中也只有一份拷贝，由该类型的所有对象共享访问。也就是说，静态数据成员是该类的所有对象所共有的。对该类的多个对象来说，静态数据成员只分配一次内存，供所有对象共用。所以，静态数据成员的值对每个对象都是一样的，它的值可以更新；

静态数据成员存储在全局数据区。静态数据成员定义时要分配空间，所以不能在类声明中定义。在Example 5中，语句int Myclass::Sum=0;是定义静态数据成员；

静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则；

因为静态数据成员在全局数据区分配内存，属于本类的所有对象共享，所以，它不属于特定的类对象，在没有产生类对象时其作用域就可见，即在没有产生类的实例时，我们就可以操作它；

静态数据成员初始化与一般数据成员初始化不同。静态数据成员初始化的格式为：

＜数据类型＞＜类名＞::＜静态数据成员名＞=＜值＞

类的静态数据成员有两种访问形式：

＜类对象名＞.＜静态数据成员名＞ 或 ＜类类型名＞::＜静态数据成员名＞

如果静态数据成员的访问权限允许的话（即public的成员），可在程序中，按上述格式来引用静态数据成员 ；

静态数据成员主要用在各个对象都有相同的某项属性的时候。比如对于一个存款类，每个实例的利息都是相同的。所以，应该把利息设为存款类的静态数据成员。这有两个好处，第一，不管定义多少个存款类对象，利息数据成员都共享分配在全局数据区的内存，所以节省存储空间。第二，一旦利息需要改变时，只要改变一次，则所有存款类对象的利息全改变过来了；

同全局变量相比，使用静态数据成员有两个优势：

静态数据成员没有进入程序的全局名字空间，因此不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性；

可以实现信息隐藏。静态数据成员可以是private成员，而全局变量不能；

2、静态成员函数

　　与静态数据成员一样，我们也可以创建一个静态成员函数，它为类的全部服务而不是为某一个类的具体对象服务。静态成员函数与静态数据成员一样，都是类的内部实现，属于类定义的一部分。普通的成员函数一般都隐含了一个this指针，this指针指向类的对象本身，因为普通成员函数总是具体的属于某个类的具体对象的。通常情况下，this是缺省的。如函数fn()实际上是this->fn()。但是与普通函数相比，静态成员函数由于不是与任何的对象相联系，因此它不具有this指针。从这个意义上讲，它无法访问属于类对象的非静态数据成员，也无法访问非静态成员函数，它只能调用其余的静态成员函数。下面举个静态成员函数的例子。

//Example 6

#include <iostream.h>

class Myclass

{

public:

Myclass(int a,int b,int c);

static void GetSum();/声明静态成员函数

private:

int a,b,c;

static int Sum;//声明静态数据成员

};

int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员

Myclass::Myclass(int a,int b,int c)

{

this->a=a;

this->b=b;

this->c=c;

Sum+=a+b+c; //非静态成员函数可以访问静态数据成员

}

void Myclass::GetSum() //静态成员函数的实现

{

// cout<<a<<endl; //错误代码，a是非静态数据成员

cout<<"Sum="<<Sum<<endl;

}

void main()

{

Myclass M(1,2,3);

M.GetSum();

Myclass N(4,5,6);

N.GetSum();

Myclass::GetSum();

}

关于静态成员函数，可以总结为以下几点：

出现在类体外的函数定义不能指定关键字static；

静态成员之间可以相互访问，包括静态成员函数访问静态数据成员和访问静态成员函数；

非静态成员函数可以任意地访问静态成员函数和静态数据成员；

静态成员函数不能访问非静态成员函数和非静态数据成员；

由于没有this指针的额外开销，因此静态成员函数与类的全局函数相比速度上会有少许的增长；

调用静态成员函数，可以用成员访问操作符(.)和(->)为一个类的对象或指向类对象的指针调用静态成员函数，