C 語言 const 關鍵字完全指南：從只讀變量到函數參數契約的四大核心用法

核心定位：const 是「只讀承諾」而非「硬體常量」

const 告訴編譯器：「我不會通過這個符號修改該值」。編譯器以此進行靜態檢查，但不保證運行時只讀（可通過指針轉換、硬體映射等繞過）。

四大核心用法詳解

1. 修飾基本類型變量：只讀變量

const int n = 10;    // n 為只讀，編譯期常量傳播優化
// n = 20;            // 編譯錯誤：賦值只讀變量
int arr[n];          // C99 支持 VLA，但 C89/C++ 標準不允許作數組長度（需常量表達式）

• C++ 中 const int 默認內部連接，可直接作數組長度、模板參數；C 中需配合 #define 或 enum。
• 嵌入式中常配合 volatile：volatile const int *port = (void*)0x4000;（硬體只讀寄存器）。

2. 修飾指針：左右法則決定鎖定對象

const int *p1;      // p1 可變，*p1 只讀（指向常量的指針）
int const *p2;      // 同 p1，const 修飾左側 int
int *const p3;      // p3 只讀，*p3 可讀寫（常量指針）
const int *const p4; // p4 只讀，*p4 只讀（雙重鎖定）

「沿 * 劃線」口訣

• const 在 * 左側 → 修飾 *p（指向的值只讀）。
• const 在 * 右側 → 修飾 p（指針本身只讀）。

典型應用

• const char *str = "hello"; 字符串字面值區只讀，防止誤寫。
• int *const ptr = &var; 固定指針指向，防止指針漂移。

3. 修飾函數參數：傳值調用的模擬與契約

void foo(const int *arr, int n);  // 承諾：不修改 arr 指向的內容
void bar(const MyStruct *ctx);    // 承諾：不修改 ctx 內部狀態

• 本質：接口契約，告訴調用者「此函數為純讀操作」，編譯器輔助檢查函數體內是否違規寫入。
• 配合指針層級：const int *const p 同時鎖定指針與內容，最嚴格契約。
• 注意：const 只約束「通過此符號訪問」，若實參實際指向可寫內存，函數內部仍可通過強制類型轉換修改（const_cast / C 風格轉換），屬於違約行為。

4. 修飾函數返回值：防止誤賦值與語義保護

const int foo();              // 返回基本類型：無意義，臨時值本不可賦值
const MyStruct bar();         // 返回結構體：防止 bar().member = val 這類誤操作
const MyStruct& baz();        // 返回引用：極其重要，防止修改被引用對象（如單例、緩存）

• 返回基本類型加 const：C++ 標準建議不要加，無實際意義且干擾移動語義優化（C++11 起）。
• 返回用戶定義類型（類/結構體）加 const：有意義，保護對象內部狀態。
• 返回引用/指針加 const：核心用法，實現「只讀訪問」語義（如 const vector& getData() const）。