理清C++常量指针和指针常量这团乱麻

写在前面：

与其说C++中的常量指针和指针常量是一块很有嚼头的语法糖，不如说它是一块相当难啃的骨头。其实本来没什么，这无非是const int *p与int* const p的区别， 但一涉及到起名字，特别是给他们戴上“常量指针”和“指针常量”的中文帽子，由于作者和译者（针对外文书）的不同，就出现了“张冠李戴”和“李冠张戴”的乱像，不知道谁是谁了，弄得人一头雾水，尤其是对于初学者。本文的目的就是针对这一细节，为大家将两者理清楚，同时说明在使用上的区别。

注意：1.const int *p也可写成int const *p，即C++中const int和int const无区别，这使得本来就很乱的局面更加麻烦，本文中我只使用const int，以后不再说明。

2.如果您讨厌啰嗦，只想学“干货”，您可以直接跳到“安能辨我是雄雌——判断方法”一节（在下技术有限，就不设置页面内跳转了）。

在理清楚之前，让 我们先简单看看当前“乱象丛生”的现状吧。

一、const遇上指针——一团乱麻

同样的问题，相反的解释

1.标新立异的少数派

C++ Primer第五版的提法可谓与其它C++书籍背道而驰，它的提

常量指针——int* const p

指向常量的指针——const int *p

在英文版中，int* const p被称为const pointer，于是中文版将其译为常量指针；而const int *p被称为pointer to const，但对应的中文版并未将其译为指针常量，而是译为指向常量的指针。

无独有偶，我们国内的书籍《零起点学通C++》（范磊 著 清华大学出版社 2010年版）的提法和C++ Primer完全一致，将int* const p称为常量指针，而将const int *p称为指向常量的指针。

2.一边倒的大众说辞

更广为流传的提法是

常量指针——const int *p

指针常量——int* const p

明确写有“常量指针”和“指针常量”的书籍在下就见过一本——《C++面向对象程序设计》（郭有强 著 清华大学出版社 2009年版）（从出版年上我们可以大胆推测，相对较老的书会这样提）。更多的书籍的做法是——将int* const p称为指针常量，将const int *p称为指向常量的指针。（可见问题的关键在于int* const p，有的书中将其称为常量指针，如1，有的书中将其称为指针常量，如2）

这里的“一边倒”更主要的是针对网络而言。如果您百度“常量指针和指针常量”，将会看到几乎所有的材料中都采用了2中的提法。如果一个初学者在解决“常量指针和指针常量”的困惑时首先选择了网络途径，那么2的提法应该在他的脑海里根深蒂固了吧。

如果您已经接受了2中的提法，建议您将“常量指针”扩展为“指向常量的指针”，将“指针常量”扩展为“该指针是常量”来帮助您记忆和区别两者的本质。

作者们的拯救

大概一些IT教育者和从业者们也注意到了这一问题，近年来的一些书籍作者们开始用自己的方式来纠正，让我们来看看他们是怎么做的。

1.这样的改变好吗？

《C++程序设计基础》（管建和 著 清华大学出版社 2013年版）中将const int *p称为“常量化指针目标表达式”，而将int* const p称为“常量化指针变量”，试问，这么长的名字，能不能记住？记住了，能不能搞清楚？

2.两个弄不清，干脆叫一个

比较著名的外文书籍《C++高级编程》（这里就中文第二版讲）中在“const指针”的标题下同时介绍了const int *p和int* const p，而没有给他们具体起名字。

在国内，《新标准C++程序设计教程》（郭炜 著 清华大学出版社 2012年版）将const int *p称为常量指针，而在介绍int* const p时写道“还有一种常量指针”。

但这样做仍然不能称之为行之有效，因为这样并没有通过名字将两者从本质上区分，同时“不同的事物，同一个名字”也不便于交流。

3.一种值得推荐的命名法

《C++程序设计教程》（方超昆 著 北京邮电大学出版社 2009年版）和《C++从入门到精通》（人民邮电出版社 2015年版）是这样提的

指向常量的指针变量——const int* p

指向变量的指针常量——int* const p

指向常量的指针常量——const int* const p   //后面会详细说到

这样，谁常谁变就一目了然了，而且名字反应了本质。从第一本书的出版年可以看出，其实这样比较清晰的命名方式好几年前就有了，但可惜的是，直到现在，在众多的C++书籍中，这般清晰的命名方式也并不多见。

在下的用意

一定会有人说：“你说了这么多，并没有给我们带来什么实质性的知识。”在下不反对，其实在下在这一部分的开头已经清醒过大家，可以略过。在下写这部分的用意有四：

1.向读者介绍一下现状和常见的提法。

2.告诉读者该问题上存在的不一致现象，当读者阅读不同的书籍时遇到不一致，不要过于困惑。

3.劝读者不要记忆网上的“常量指针”和“指针常量”，因为这样的命名并不好，许多书籍上也并没有同时提到这两者。

4.表达一下自己希望C++的相关命名实现术语化、标准化、大一统的愿望，尽管在下知道这一点很难实现。

在下怎么看

1.不要使用“常量指针”和“指针常量”，特别是后者，因为它连“表述对象是指针”这层意思都没有清晰地表达出来。

2.建议采用“一种值得推荐的命名法”下的名称来记忆。

3.或者采用在下的建议。现在说明在下的提法

指向常量的指针——const int *p

本身是常量的指针——int* const p

所指和本身都是常量的指针——const int* const p

这里采用“定语+主体”的结构，主体“指针”很好地表现了所描述对象是指针这一本质，而定语部分则描述了特性，同时也将“自己”和“他人”区别开，整体通俗易懂。（在下一直认为，有时一个高大上的名称就是故作高深，而通俗易懂本身就是一种真正的高大上。面向初学者，把话说明白，一直是在下文章的宗旨与追求。）唯一的不足可能是名称有点长，但在下相信，只要足够通俗易懂，长不是障碍。

从现在开始，我们在后面的讲述中将一直采用这种提法。

二、安能辨我是雄雌——判断方法

相信有些初学者会有这样的困惑：单提名字知道怎么回事，但一看到代码就不知道叫什么名字了，也就无法想起代码的语法特性。这里，在下给大家介绍一种简单易用的判断方法，一看代码就能分析出语法特性。

相信有些读者看到过所谓的“从右往左读”的办法，在下接下来要说的方法和“从右往左读”本质上一样，只不过无论是认知还是操作上都更加简单（起码在下认为是这样，这里就不谦虚了）。方法表述如下：

先找到*，然后看*的两边，右边是对指针p本身的限定，左边是对p所指向的东西的限定。

注：本文中我们将p的所指笼统地称为“东西”。

例如

1.const int *p

*的右边没有限定成分，表明p就是我们熟悉的普通指针，p的内容（即值，也就是它指向的东西的地址）是可以改变的；*的左边是const int，表明p指向的东西是一个const的int，我们不能通过p来修改这个int,因为它是const的。（关于“不能通过p来修改”，我们后边还会详细解释）

2.int* const p

*的右边是const，表明p本身是const的，我们不能对p的内容进行修改（例如++p;是不可以的），*的左边是int，即p指向的东西是普通的int，我们可以通过p来修改它（例如*p=100;是可以的）。

3.const int* const p

*的右边是const，表明指针p本身是const的，*的左边是const int，表明p指向的int也是const的。即这种情况下，p本身不能修改，同时也不能通过p修改它所指向的那个int。

三、天生我材必有用——语法特性

其实在讲判断方法的时候，已经涉及到了各自的语法特性。这里再针对一些细节深入说一下。

1.const int *p

就是所谓的“指向常量的指针”。这里注意，所谓“指向常量”只是这个指针的“一厢情愿”，只是一种效果上的等价。事实上，const int *p=&a;a既可以是常量(const int a=10;)又可以是变量(int a=10;)，但p一厢情愿地认为它所指的就是一个常量，所以它不允许通过自己来修改所指，这就造成一种效果上的等价——从p的角度看，它所指的“的确”是常量。所以，对“指向常量的指针”的最佳理解应为：我们不能通过该指针修改它所指向的东西（常量或者变量）。

注意，const int *p=&a;只是说不能通过p来修改a，如果a本身不是const的，通过其它方式修改a自然是可以的（例如直接++a）。

另外一点，由于p本身只是一个普通的指针，所以允许在声明时不初始化。但需要注意的是，我们只是说可以，但并不提倡这样做。在任何时候都不应该让指针无所指，如果在声明一个指针时还不知道让它指向谁，就先将其初始化为nullptr或NULL（nullptr是C++11新特性，用它比用NULL更安全些，这里不详细介绍）。

2.int* const p

就是所谓的“本身是常量的指针”。关于“p本身不能修改但可以通过p修改其所指”这一点，我们在讲判断方法时已经说过，这里主要再说一下p的初始化。

由于p本身是const的，所以在编译的时候必须知道p的值（即p所指向的东西的地址），所以在声明p的同时必须初始化p。但要注意，对于 int* const p=&a，我们只要求a的地址是确定的，但a的值可以不确定。比如下面的代码是可行的

#include<iostream>

using namespace std;

int GetData(int num)
{
    return num;
}

int main()
{
    int a;
    cin >> a;
    int b = GetData(a);
    int* const p = &b;
    cout << *p << endl;
    return 0;
}

由于声明了int b，所以b的地址在编译时是确定的，但很显然，b的值只要在程序运行时才能确定。

另外注意，用nullptr或NULL初始化int* const p没有问题，因为nullptr和NULL都代表有效地址。

3.const int* const p

就是所谓的“所指和本身都是常量的指针”。它的语法特性就是前两者的结合，这里不再赘述。

四、番外篇——说说引用和const引用

文章至此本该结束了，但就C++而言，谈到了指针，似乎自然应该再谈谈引用。于是，在下接着再来简单说说引用和const引用。所谓“简单说说”，是指在下只是做一个简明扼要的介绍，对一些原理和细节不做深入探讨。为什么要在这里说？因为我们的讲述要会用到上面的概念。另外还要注意，我们这里只讨论左值引用，即大家所熟悉的一般引用，对于C++11新特性右值引用，不在讨论之列。

相信大家都知道引用的这些特性

1.如果一个引用和一个东西（这里再次使用“东西”这个词）绑定，那么它就永远只能是这个东西的“别名”，不能再说“其他人”的“别名”，即引用本身不能修改。但是，我们可以通过引用来修改它所引用的东西的值。

2.引用声明时必须同时初始化 ，且必须用左值初始化。（左值：就是可以用&求地址的量，换言之，就是有确定地址的量，而不是所谓的临时量）

对这些特性大家是不是似曾相识呢？没错，这些特性和“本身是常量的指针”(int* const p)的特性一样。事实上，我们完全可以借用“本身是常量的指针”来理解甚至定义引用：

引用是一个指向不可变的、被编译器自动解引用的指针，即，引用是一个被编译器自动解引用的“本身是常量的指针”。

看下面的代码

int a = 10;
int &ra = a;
ra = 11;

在上面的代码中，编译器将int &ra=a转化为int* const ra=&a,而将ra=11转化为*ra=11，将ra自动转化为*ra的过程，就是上面定义中所说的“自动解引用”。

那么，什么是const引用（即我们说的常量引用，但我希望大家称其为const引用而不是常量引用）呢？很显然，const int &ra=a就相当于const int* const ra=&a了。相信通过前面的讲解，这里不用在下多说了。

后记：

在下能力有限，尽管尽最大努力做到严谨，但错误疏漏之处仍在所难免，恳请大家批评指正。您的帮助，就是在下前进的不竭动力。