常指针和指向常变量指针的影响
- 常指针（指针本身是常量）：
- 内存管理：指针一旦初始化，就不能再指向其他地址。这在一定程度上限制了灵活性，但对于确保指针始终指向特定对象有帮助。例如在链表中，如果某个指针用于标识链表头，设为常指针可以防止意外修改头指针，导致链表结构混乱。
- 数据访问：可以通过常指针修改所指向对象的成员（前提是成员不是
const）。
- 示例：
class Node {
public:
int data;
Node* next;
Node(int d) : data(d), next(nullptr) {}
};
int main() {
Node* head = new Node(1);
Node* const ptr = head; // 常指针，ptr始终指向head指向的对象
ptr->data = 2; // 可以修改对象成员
// ptr = new Node(3); 错误，不能修改ptr指向的地址
return 0;
}
- 指向常变量指针（所指向的对象是常量）：
- 内存管理：指针可以指向不同的对象，但不能通过该指针修改所指向对象的值。这有助于保护数据的一致性，防止意外修改。
- 数据访问：只能读取所指向对象的成员（前提是成员有读取权限），不能修改。
- 示例：
class Node {
public:
int data;
Node* next;
Node(int d) : data(d), next(nullptr) {}
};
int main() {
const Node* head = new const Node(1);
const Node* ptr = head; // 指向常变量指针
// ptr->data = 2; 错误，不能通过ptr修改对象成员
int value = ptr->data; // 可以读取对象成员
ptr = new const Node(3); // 可以改变ptr指向的对象
return 0;
}
合适场景
- 常指针合适场景：
- 链表头指针：如上述例子，确保链表头指针不会被意外修改，保证链表结构稳定。例如在一个单链表的遍历操作中，遍历函数接收一个常指针指向链表头，这样在遍历过程中不会意外修改头指针，造成链表混乱。
- 固定资源指针：如果一个指针指向一个固定的资源（如特定的配置文件句柄等），设为常指针可以防止误操作导致指针指向其他资源。
- 指向常变量指针合适场景：
- 只读数据访问：当需要遍历链表并仅读取节点数据，不进行修改时，使用指向常变量指针。这样可以防止在遍历过程中意外修改数据，保证数据的一致性。例如在统计链表中节点数据总和的函数中，传入指向常变量指针可以确保数据不会被误改。
- 传递只读数据：在函数参数中，如果函数只需要读取传入对象的数据，而不需要修改，使用指向常变量指针作为参数类型，这样可以避免函数内部意外修改数据。
内存泄漏和数据一致性问题及避免方法
- 内存泄漏问题：
- 常指针：如果常指针指向的对象是动态分配的，在对象不再需要时，由于指针不能改变指向，可能会因为忘记释放内存而导致内存泄漏。例如上述链表例子中，如果没有正确释放
head 指向的节点及其后续节点内存，就会发生内存泄漏。
- 指向常变量指针：同样存在类似问题，若指向的动态分配对象未被正确释放，也会导致内存泄漏。
- 避免方法：
- 使用智能指针：在C++中，可以使用
std::unique_ptr 或 std::shared_ptr 来管理动态分配的对象。例如：
#include <memory>
class Node {
public:
int data;
std::unique_ptr<Node> next;
Node(int d) : data(d) {}
};
int main() {
std::unique_ptr<Node> head = std::make_unique<Node>(1);
std::unique_ptr<Node> const ptr = std::move(head); // 常指针使用std::unique_ptr
// 当ptr超出作用域时，所指向的对象会自动释放
return 0;
}
- 数据一致性问题：
- 常指针：由于可以修改所指向对象的成员，可能会在多线程环境下导致数据一致性问题。例如多个线程通过常指针同时修改链表节点数据，可能导致数据不一致。
- 指向常变量指针：因为不能通过该指针修改对象，所以在数据一致性方面相对安全，但如果对象内部有一些状态更新逻辑依赖于外部修改，使用指向常变量指针可能会带来不便。
- 避免方法：
- 常指针：在多线程环境下，使用互斥锁（如
std::mutex）来保护对所指向对象的修改操作。例如：
#include <mutex>
class Node {
public:
int data;
Node* next;
std::mutex mtx;
Node(int d) : data(d), next(nullptr) {}
};
void modifyNode(Node* const ptr) {
std::lock_guard<std::mutex> lock(ptr->mtx);
ptr->data++;
}
- **指向常变量指针**：如果确实需要修改对象，可以考虑提供一些安全的修改接口（如成员函数），通过这些接口来修改对象，并且在接口内部进行必要的一致性检查。
