一文搞懂顶层const和底层const

最近在准备秋招，复习到了const。看到了一些关于const的问题和回答。感觉大家在针对const的顶层和底层这个点上说的都不是很清楚。今天想借这个机会和大家一起聊聊顶层const和底层const到底是怎么一回事。

1. 如何区分顶层const和底层const

首先，const有顶层和底层之分，起源是对指针的使用。指针作为一个对象，同时它还指向了另一个对象。因此，指针是不是一个常量，以及指针指向的对象是不是常量，这是两个问题。基于此，有了底层和顶层const的区分。

• 用顶层const表明指针是一个常量
  • 指针不可变。不能对指针的指向进行修改。
• 用底层const表明指针指向的对象是一个常量。
  • 指针指向的对象不可变。不能使用解引用运算符*对其进行修改。

后来，这个顶层和底层的概念从指针延展开来，对于任意数据类型，都可以使用这个概念。

2. 区分顶层和底层const的意义

正如我上面所说，指针是不是常量，和指针指向的对象是不是常量，这是两个问题，在实际使用上，不能混为一谈。

区分的意义主要有两点：

• 第一： 执行对象拷贝时有，常量的底层const还是顶层const区别明显。
  这里我们还是用指针来进行说明：

int a = 10;
// 顶层const
int *const pTop = &a;
// 底层const
const int *pDeep = &a;

int *pNormal = pTop; // 正确。带有顶层const的指针能够赋值给普通指针
int *pNormal = pDeep;// 错误，const int * 不能转换为 int *

从这个demo中，顶层const的指针可以拷贝赋值给普通的指针，但是底层const的指针无法拷贝赋值给普通的指针。这便是两者在拷贝时的差别。

• 第二：对于类型转换const_cast，只能去除底层const

int a = 10;
// 顶层const
int *const pTop = &a;
// 底层const
const int *pDeep = &a;
// 正确。const_cast去除了pDeep指针的底层const属性
int *pNormal = const_cast<int*>(pDeep); 
*pNormal = 20;
cout << a << endl; // 20

// const_cast无法去除顶层const
int b = 100;
const_cast<int*>(pTop) = &b; // 错误

3. 总结

其实顶层和底层const并不是一个复杂的概念。设计这个概念的目的是为了区分【指针是常量】和【指针指向的对象是常量】这两种情况。

对于顶层和底层的实际使用意义，记住底层const无法拷贝给没有const的对象就行了。（背const_cast的时候就知道了它只能去除底层const了）