C语言中const关键字的作用和最佳使用场景是什么？

C语言中const关键字的作用和最佳使用场景是什么？

const 关键字作用：

1. 常量变量

   c
   const int MAX_SIZE = 100;
   // MAX_SIZE 的值不能被修改
   // MAX_SIZE = 200;  // 编译错误

2. 指针与 const

   c
   // 指向常量的指针（内容不可修改）
   const int *ptr1 = &value;
   // *ptr1 = 10;  // 编译错误
   ptr1 = &other;  // 合法
   
   // 常量指针（地址不可修改）
   int *const ptr2 = &value;
   *ptr2 = 10;     // 合法
   // ptr2 = &other;  // 编译错误
   
   // 指向常量的常量指针
   const int *const ptr3 = &value;
   // *ptr3 = 10;  // 编译错误
   // ptr3 = &other;  // 编译错误

3. 函数参数

   c
   // 防止函数修改参数
   void print_string(const char *str) {
       printf("%s\n", str);
       // str[0] = 'X';  // 编译错误
   }
   
   // 返回常量指针
   const char* get_version() {
       return "1.0.0";
   }

4. 结构体成员

   c
   struct Point {
       const int x;
       const int y;
   };
   
   struct Point p = {10, 20};
   // p.x = 30;  // 编译错误

最佳使用场景：

1. 函数参数保护

   c
   // 不修改输入数据
   size_t string_length(const char *str) {
       size_t len = 0;
       while (str[len] != '\0') len++;
       return len;
   }
   
   // 不修改数组内容
   int array_sum(const int *arr, size_t size) {
       int sum = 0;
       for (size_t i = 0; i < size; i++) {
           sum += arr[i];
       }
       return sum;
   }

2. 全局常量

   c
   // 头文件中定义
   extern const int CONFIG_MAX_CONNECTIONS;
   extern const char* CONFIG_LOG_FILE;
   
   // 源文件中实现
   const int CONFIG_MAX_CONNECTIONS = 100;
   const char* CONFIG_LOG_FILE = "app.log";

3. 枚举替代

   c
   // 使用 const 替代宏定义
   const int ERROR_NONE = 0;
   const int ERROR_INVALID_PARAM = -1;
   const int ERROR_OUT_OF_MEMORY = -2;

4. 类常量（C++风格）

   c
   struct Config {
       const int timeout;
       const int max_retries;
   };
   
   struct Config config = {
       .timeout = 30,
       .max_retries = 3
   };

const 与 #define 对比：

1. 类型安全

   c
   // const - 有类型检查
   const int BUFFER_SIZE = 1024;
   
   // #define - 无类型检查
   #define BUFFER_SIZE 1024

2. 调试支持

   c
   // const - 调试器可以查看
   const int value = 100;
   
   // #define - 调试器无法查看
   #define value 100

3. 作用域控制

   c
   // const - 遵循作用域规则
   void function() {
       const int local = 10;
   }
   
   // #define - 全局有效
   #define local 10

注意事项：

1. const 初始化

   c
   // 必须初始化
   const int value;  // 错误
   const int value = 10;  // 正确

2. const 与指针

   c
   // 区分 const 的位置
   const int *p1;      // *p1 是 const
   int const *p2;      // *p2 是 const（同上）
   int *const p3;      // p3 是 const
   const int *const p4; // 都是 const

3. const 与数组

   c
   // 数组元素不可修改
   const int arr[] = {1, 2, 3};
   // arr[0] = 10;  // 编译错误

4. const 与函数返回值

   c
   // 返回 const 指针防止修改
   const char* get_string() {
       return "Hello";
   }
   
   // 调用者不能修改返回的字符串
   const char* str = get_string();
   // str[0] = 'X';  // 编译错误