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

先说些题外话，今天学习execve(2)的使用，由于书上代码使用的是C89标准，所以下面这种代码都被我修改了

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

也就是在char前面加个const，因为"aaa"、"bbb"、"cc"都是字符串字面值（string literal），在C++标准中string literal只能转换成const char*，原因是即使用char*指向string literal，也是无法修改的。比如上述代码不做修改在旧标准中是可行的，但是妄图用s[0][0] = 'd'来使s[0]变成"daa"，那么运行时会报错，因为string literal是存在静态常量区的，不可修改，但是可以取得string literal的地址（用指针类型表示）。这就跟char*的语义产生了冲突，因为char*指向的是char而不是const char，理论上是可以赋值的。

于是当我改成const char* s[]后，传入execve(2)时编译报错：期待参数类型是char * const*，但是传入参数类型是const char **。

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

当我去掉const（也就是变回了char* s[]）后，编译通过。从例子可以看出，char**可以转换成char* const*，但是const char**不能显式转换成char* const*，这样的规则除了像我这样实际修改代码测试，还有什么办法记下来呢？

这个问题博客最后再回答，先出道题：以下类型的变量p，分别具有什么性质？

具体而言，p、p[0]、p[0][0]……是否可以修改（即而出p = q、p[0] = q这样的代码），像p[1]、p[2]……和p[0]类型是相同的，性质也相同，

(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

思路简单来说就是“就近原则”+“符号*的消去”+“const性质”，具体看我下面解释

（1）const char* p：离p最近的是*而不是const，因此p可以修改；现在考虑p[0]，那么，对一个指针p使用运算符*，操作步骤是消去*到p之间的所有部分，那么*p就变成了const char类型，被const修饰，因此不可以修改

验证代码

char s1[] = { 'a', 'b', 'c' };
char s2[] = { 'a', 'b', 'c' };
const char* p = s1;
p[] = 'd';  // 编译报错
p = s2;      // 编译通过

（2）char const* p：离p最近的是*而不是const，因此p可以修改；考虑p[0]，消去*后为char const，被const修饰，因此不可以修改。结果和（1）一样

（3）char* const p：离p最近的是const而不是*，因此p不可以修改；考虑p[0]，消去* const部分剩下的是char，可以修改。

验证代码：把（1）的const char* p = s1;改成char* const p = s1;

（4）const char** p ：离p最近的是*而不是const，因此p可以修改；考虑p[0]，消去*后剩下const char*，距离最近的是*而不是const，因此p[0]可以修改；考虑p[0][0]，消去*后剩下const char，不可修改；

验证代码

char s1[] = { 'a', 'b', 'c', '\0' };
char s2[] = { 'd', 'e', 'f', '\0' };
char* ss1[] = { &s1[], &s2[] };
char* ss2[] = { &s1[], &s2[] };
const char** p = (const char**)ss1;  // 需要强制转换
p = (const char**)ss2; // 编译通过
p[] = &s2[];         // 编译通过
p[][] = 'x';         // 编译报错

（5）char const** p：同（4）

（6）char* const* p：离p最近的是*而不是const，因此p可以修改；考虑p[0]，消去*后剩下char* const，距离最近的是const而不是*，因此p[0]不可修改；考虑p[0][0]，消去* const后剩下char，可修改；

验证代码

char* const* p = ss1;
p = ss2;           // 编译通过
p[] = &s1[];     // 编译报错
p[][] = 'x';     // 编译通过

（7）char** const p：离p最近的是const而不是*，因此p不可以修改；考虑p[0]，消去* const后剩下char*，距离最近的是*，因此p[0]可以修改；考虑p[0][0]，消去*后剩下char，可修改

验证代码

char** const p = ss1;
p = ss2;           // 编译报错
p[] = &s1[];     // 编译通过
p[][] = 'x';     // 编译通过

总结下来，假设变量p，把p的类型看做字符串s（比如"const char*"），由于变量声明/定义时写作const char* p;因此把s最右边的看作当初距离p最近的

分析字符串s时忽略空格部分，规律如下：

（1）若s最右边的是const而不是*，则p不可修改；否则p可修改。

（2）p[0]的类型字符串只需要找到s最右边的字符*，然后去掉该字符以后（包括该字符）的部分，得到p[0]的类型字符串。

那么，再来解决之前的问题吧，为什么const char**不能显式转换成char* const*？

先来考虑char* const*的意义，设该类型的变量为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。

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

把可修改的类型转换成不可修改的类型是安全的，但是把本身不可修改的类型转换成可修改的类型就是危险的。类型转换并不改变变量的本质，如果把一个不可修改的类型（比如之前提到的string literal）当成可修改的类型，试图修改，在代码中无法检测出来，但是运行时就会报错。但是把一个可修改的类型当成不可修改的类型，试图修改，编译时就会报错，并且这是我们期望的。

打个也许不太恰当的比方，现在眼前有个钻石，但是也有可能只是想块钻石的糖。

1、如果它是钻石，你把它当成糖，用力咬下去牙齿就碎了。

2、如果它是糖，你把它当成钻石，你就不会去咬，牙齿还是完好的，至少避免了不小心咬到钻石的危险。