Top-Level Const And Low-Level Const

摘要：ObjC Const 小坑总结

前言

记得刚学ObjC的时候，总是被顶层const和底层const搞的头晕晕的（也可能是我本人比较笨的原因吧:]）。谨以此文，记录我踏过的坑，同时也希望为后人扫个雷

先谈C++ 顶层const与底层const

最早了解到const相关的话题时，是在阅读C++ Primer一书时，里面提到的两个概念

顶层const：表示指针本身是个常量

底层const：表示指针所指的对象是一个常量
在C++中，由顶层const与底层const + 指针类型，又衍生了两个概念
- 常量指针：顶层const指针，即指针不可变，不能再指向其他元素，但指针指向的元素自身可变
- 指针常量：底层const指针，即指针可变，但指针指向的元素自身不可变
概念本身是很简单的，但是上了代码之后，我们能认清下面哪个是顶层，哪个是底层吗?

// 普通变量
int a = 0;
int b = 1;
    
int *const ptrA = &a;
// 顶层const，ptrA为常量指针，ptrA不能再指向其他变量
// ==== Error Code ====
// ptrA = &b;
// ==== Allow Code ====
*ptrA = 2;
    
const int *ptrB = &b;
// 底层const, ptrB为指针常量，ptrB指向的b不能改变
// ==== Error Code ====
// *ptrB = 2;
// ==== Allow Code ====
ptrB = &a;
    
const int ci = 10;
// 底层const，ci本身不能再改变
// ==== Error Code ====
// ci = 11;
    
const int *const ptrC = ptrB;
// 左边为底层const，右边为顶层const，ptrC既是常量指针，又是指针常量
// ==== Error Code ====
// ptrC = ptrA;
// ==== Error Code ====
// *ptrC = 2;
    
const int &rA = a;
int const &rB = b;
// 用于声明引用的都是底层const，这是因为引用本身不能二次赋值
// ==== Error Code ====
// rA = 2;
// rB = 2;
    
int const *ptrD = ptrB;
// 底层const，ptrD是指针常量，ptrD指向的b本身不能改变
// ==== Error Code ====
// *ptrD = 11;
// ==== Allow Code ====
ptrD = ptrA;

图解
- 图解标注
  - 空心箭头表示指向的对象值可变 <=> 实心箭头表示指向的对象值不可变
  - 虚线表示指向对象这种关系可变 <=> 实心箭头表示指向对象这种关系固定了
小总结
- 指针与const
  - const靠近指针符号
    - => const为顶层const，指针为常量指针，指向关系不能变
  - const两边在中间或靠近数据类型
    - => const为底层const，指针为指针常量，指向关系可变，指向元素不可变
- 引用与const
  - 引用变量：因为引用不能二次赋值，所以只能声明底层const

再谈ObjC const

const在ObjC中的用途
- 代替#define声明常量，保证编译器有类型检测（见下图）
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  #define kHelloString = @"Hello";
  const NSString *const kGoodbyeString = @"Goodbye";
- 我们希望能够保证kGoodbyeString不被修改，如果我们不去考虑底层const/顶层const的问题，我们可以直接使用两个const来让他达到和#define一样的效果，但这样其实在使用某些API时，会出现warning，因此我并不建议直接使用两个const
讨论
- ObjC与C++的const用法是否一样？很幸运，是的。下述三种const用法均与C++的用法一样
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  int a = 1;
  const int *ptrA = &a;
  int const *ptrB = &a;
  int *const ptrC = &a;
- 那我们要讨论的是什么呢？我们要讨论的是，当指针遇上对象，我们究竟需要什么样的const来达到#define的效果
  - 图解 - 开始
    - 图解标注
      - 在ObjC中，我们把@”xx”称作字符串常量，在ObjC中，实际上有一个字符串常量池，我们可以把它看作一个集合。用到的字符串都会出现在这里，且只出现一次。然后指针指向这块内存，以降低内存消耗。所以，我们代码中的constStringA、constStringB、constStringC实际上都是指向了这块内存。其中，constStringA、constStringB是指针常量，constStringC是常量指针
      - 空心箭头表示指向的对象值可变 <=> 实心箭头表示指向的对象值不可变
      - 虚线表示指向对象这种关系可变 <=> 实心箭头表示指向对象这种关系固定了
  - 接下来，我们来执行一段代码，再来看看状态
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    constStringA = @"a";
    constStringB = @"b";
    // ==== Error Code ====
    // constStringC = @"a";
  - 图解 - 执行代码后
    - 图解标注
      - 执行代码后，实际上改变的是指针的指向，而非内存里字符串常量的值
      - 空心箭头表示指向的对象值可变 <=> 实心箭头表示指向的对象值不可变
      - 虚线表示指向对象这种关系可变 <=> 实心箭头表示指向对象这种关系固定了
      - 从图上看，我们可以知道，对于字符串常量对象而言，因为字符串本身就不可变了，我们希望指向他的指针的指向关系不能改变。所以我们需要使用的应该是常量指针（constStringC）
- 上述部分只是针对字符串常量对象而言，针对字符串常量，我们如果想要达到#define的效果，需要使用的应该是常量指针（即顶层const）
- 由于在ObjC中，大部分对象都会涉及到指针，所以对于对象而言，我们首先要使用顶层const。其次我们还要研究对象本身是否可变，如果本身可变，则要用底层const
小总结
- 对于一般的字符串而言，我们应该使用的是顶层const
- 如果不想使用两个const，我们则需研究对象本身是否可变，如果本身可变，则要用底层const + 顶层const；否则用一个顶层const即可