Question

正如最近几个问题中所讨论的那样，在C中声明const - 限定变量（与C ++中的const变量相对，或者在C中指向const）通常非常有用目的不大。最重要的是，它们不能用于常量表达式。

话虽如此，C中const限定变量的合法用途是什么？我可以想到最近在我使用的代码中出现的一些，但肯定必须有其他代码。这是我的清单：

使用它们的地址作为指针的特殊sentinel值，以便永远不会比较任何其他指针。例如：char *sentinel(void) { static const char s; return &s; }或简称const char sentinel[1];因为我们只关心地址，如果写入对象实际上无关紧要，const的唯一好处就是编译器通常会将其存储在由mmap可执行文件或零页副本支持的只读内存中。
使用const限定变量从库（尤其是共享库）导出值时，值可能会随库的新版本而变化。在这种情况下，在库的接口头中简单地使用#define将不是一个好方法，因为它会使应用程序依赖于它构建的库的特定版本中的常量值。
与之前的使用密切相关，有时您希望将预定义的对象从库中暴露给应用程序（典型示例为stdin，stdout和{{1}来自标准库）。使用该示例，由于大多数系统实现共享库的方式，stderr将是一个非常糟糕的实现 - 通常它们需要将整个对象（此处为extern FILE __stdin; #define stdin (&__stdin)）复制到应用程序确定的地址是链接的，并引入对象大小的依赖（如果重建库并且对象的大小发生变化，程序将中断）。使用FILE指针（不指针指向const）可修复所有问题：const，其中extern FILE *const stdin;指针初始化为指向预定义对象（它本身很可能被宣布为const）在图书馆内部的某个地方。
数学函数，字符属性等的查找表。这是我原本忘记包含的一个显而易见的表，可能是因为我在考虑算术/指针类型的单个static变量，因为那是问题主题首先出现了。感谢Aidan引发我的记忆。
作为查找表的变体，实现状态机。艾丹提供了一个详细的例子作为答案。我发现相同的概念在没有任何函数指针的情况下通常也非常有用，如果你可以根据几个数字参数对每个状态的行为/转换进行编码。

其他人对const - C中的合格变量有一些聪明的实际用途吗？

Answer 1

const经常用于嵌入式编程，用于映射到微控制器的GPIO引脚。例如：

typedef unsigned char const volatile * const tInPort;
typedef unsigned char                * const tOutPort;

tInPort  my_input  = (tInPort)0x00FA;
tOutPort my_output = (tOutPort)0x00FC;

这两个都阻止程序员意外地改变指针本身，这在某些情况下可能是灾难性的。 tInPort声明还会阻止程序员更改输入值。

使用volatile可防止编译器假设my_input的最新值将存在于缓存中。因此，my_input的任何读取都将直接进入总线，因此始终从设备的IO引脚读取。

Answer 2

例如：

void memset_type_thing(char *first, char *const last, const char value) {
    while (first != last) *(first++) = value;
}

last不能成为常量表达式的一部分的事实既不在这里，也不在那里。 const是类型系统的一部分，用于表示其值不会更改的变量。我没有理由在我的函数中修改last的值，因此我将其声明为const。

我无法理解它const，但后来我根本无法使用静态类型的语言; - ）

Answer 3

PC-lint warning 429遵循预期应该使用指向已分配对象的本地指针

将其复制到另一个指针或
将其传递给“脏”函数（这应该剥离指针的“保管”属性）或
释放它或
通过return语句或pass-by-pointer参数将其传递给调用者。

“脏”是指一个函数，其对应的指针参数具有非const基类型。警告的描述从“脏”标签中解析了库函数，例如strcpy（），显然是因为这些库函数都没有获得指向对象的所有权。

因此，当使用PC-lint等静态分析工具时，被调用函数的const限定符会保留本地分配的内存区域。

Answer 4

当类型不是具有可用文字的类型（即除数字之外的任何其他类型）时，const变量很有用。对于指针，您已经提供了一个示例（stdin和co），您可以使用#define，但是您可以获得一个可以轻松分配的左值。另一个示例是struct和union类型，其中没有可分配的文字（仅初始值设定项）。例如，考虑一个合理的C89复数的实现：
```
typedef struct {double Re; double Im;} Complex;
const Complex Complex_0 = {0, 0};
const Complex Complex_I = {0, 1}; /* etc. */
```
有时您只需要一个存储对象而不是文字，因为您需要将数据传递给期望void*和size_t的多态函数。以下是cryptoki API（a.k.a. PKCS＃11）中的一个示例：许多函数需要一个作为CK_ATTRIBUTE数组传递的参数列表，基本上定义为
```
typedef struct {
    CK_ATTRIBUTE_TYPE type;
    void *pValue;
    unsigned long ulValueLen;
} CK_ATTRIBUTE;
typedef unsigned char CK_BBOOL;
```
所以在您的应用程序中，对于布尔值属性，您需要将指针传递给包含0或1的字节：
```
CK_BBOOL ck_false = 0;
CK_ATTRIBUTE template[] = {
    {CKA_PRIVATE, &ck_false, sizeof(ck_false)},
... };
```

Answer 5

const对于我们使用数据以特定方式引导代码的某些情况非常有用。例如，这是我在编写状态机时使用的模式：

typedef enum { STATE1, STATE2, STATE3 } FsmState;
struct {
    FsmState State;
    int (*Callback)(void *Arg);
} const FsmCallbacks[] = {
    { STATE1, State1Callback },
    { STATE2, State2Callback },
    { STATE3, State3Callback }
};

int dispatch(FsmState State, void *Arg) {
    int Index;
    for(Index = 0; Index < sizeof(FsmCallbacks)/sizeof(FsmCallbacks[0]); Index++)
        if(FsmCallbacks[Index].State == State)
            return (*FsmCallbacks[Index].Callback)(Arg);
}

这类似于：

int dispatch(FsmState State, void *Arg) {
    switch(State) {
        case STATE1:
            return State1Callback(Arg);
        case STATE2:
            return State2Callback(Arg);
        case STATE3:
            return State3Callback(Arg);
    }
}

但我更容易维护，特别是在与状态相关的更复杂行为的情况下。例如，如果我们想要一个特定于状态的中止机制，我们将结构定义更改为：

struct {
    FsmState State;
    int (*Callback)(void *Arg);
    void (*Abort)(void *Arg);
} const FsmCallbacks[] = {...};

我不需要为新状态修改abort和dispatch例程。我使用const来阻止表在运行时更改。

Answer 6

它们可用于无法通过用户代码更改的内存映射外设或寄存器，只能用于微处理器的某些内部机制。例如。在PIC32MX上，某些指示程序状态的寄存器是合格的const volatile - 因此您可以读取它们，并且编译器不会尝试优化，例如重复访问，但您的代码无法写入它们。

（我手边没有任何代码，所以我现在不能举一个很好的例子。）

C中const限定变量的一些实际用途是什么？

6 个答案: