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C++中如何修改const變量你知道嗎_C 語言

作者:heyabo ? 更新時(shí)間: 2022-05-08 編程語言

一、結(jié)論

聲明:不同于C語言的const變量修改問題(可以通過指針間接修改const變量的值),這里只討論C++ 里的const。

C++ const 修飾符,表示常量,即如果以后保證不會(huì)修改則聲明為const,否則若要修改,那一開始為什么還要聲明為const呢?

根據(jù)C++標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于修改const變量,屬于:未定義行為(指行為不可預(yù)測(cè)的計(jì)算機(jī)代碼),這樣一來此行為取決于各種編譯器的具體實(shí)現(xiàn)(即不同編譯器可能表現(xiàn)不同)。

故結(jié)論就是:不建議這么做!

但是,是的,但是,網(wǎng)上論壇、博客里均有有關(guān)如何修改const變量的方法,其不是依賴于某種具體的編譯器,就是講的欠考慮。

方法是在定義變量的時(shí)候加上volatile關(guān)鍵字(沒有其他方法了嗎(比如,const_cast ...)? 是的,目前為止,我只知道這種方法是可能的):

const volatile int i = 10;

:關(guān)于volatile這里不細(xì)講,詳見:volatile 關(guān)鍵字。考慮到volatile的重要性,后面自己也會(huì)寫一篇關(guān)于volatile詳解的文章。

二、分析

為了說明問題,下面在三種編譯器環(huán)境下做幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)

1. g++?

#include 
int main()
{
    const volatile int i = 10;
    int* pi = (int*)(&i);
    *pi = 100;
    printf("*pi: %d\n",*pi);
    printf("i: %d\n",i);
    printf("pi: %p\n",pi);
    printf("&i: %p\n", &i);
    return 0;
}

輸出結(jié)果:

gdb查看其匯編代碼命令:進(jìn)入gdb,然后輸入:disass main):

可以看出:輸入*pi 和 i 時(shí)均是從堆棧(即內(nèi)存)中取數(shù)的。

反例:把 volatile關(guān)鍵字去掉:

#include 
int main()
{
    const int i = 10;
    int* pi = (int*)(&i);
    *pi = 100;
    printf("*pi: %d\n",*pi);
    printf("i: %d\n",i);
    printf("pi: %p\n",pi);
    printf("&i: %p\n", &i);
    return 0;
}

輸出結(jié)果:

由此可見:在沒有volatile關(guān)鍵字修飾時(shí),const 變量 i 的值時(shí)沒有改變的。

運(yùn)用gdb查看其匯編代碼:

注意此時(shí)(沒有加volatile修飾符),輸出 變量 i 的值時(shí)直接將 0xa(10)值(從符號(hào)表中取出的)輸出,即此處編譯器進(jìn)行了優(yōu)化,沒有從內(nèi)存中讀。

注意到:指針 pi 和 &i(i 的地址)值卻是一樣的。So ,Why?

這就是C++中的常量折疊:指const變量(即常量)值放在編譯器的符號(hào)表中,計(jì)算時(shí)編譯器直接從表中取值,省去了訪問內(nèi)存的時(shí)間,從而達(dá)到了優(yōu)化。

而在此基礎(chǔ)上加上volatile修改符,即告訴編譯器該變量屬于易變的,不要對(duì)此句進(jìn)行優(yōu)化,每次計(jì)算時(shí)要去內(nèi)存中取數(shù)。

這里也有個(gè)小細(xì)節(jié):每種編譯器對(duì)volatile修飾符的修飾作用效果不一致,有的就直接“不理會(huì)”,如VC++6.0編譯器(下面會(huì)講到)。

2. dev c++

運(yùn)行結(jié)果與1(g++)一致。

3. VC++ 6.0

(1)添加volatile修飾符時(shí),輸出結(jié)果(程序代碼同上):

?i 的值還是10,沒有改變!這是為什么呢?不急,先看下其匯編代碼:

注意:g++ 匯編代碼的mov指令 與 VC++ 6.0的mov指令不同(傳送方向相反)。

真相大白:雖然定義const變量的同時(shí)加上了volatile修飾符,但VC++ 6.0編譯器還是進(jìn)行了優(yōu)化措施,輸出 i 時(shí) 從編譯器的符號(hào)表中取值,直接輸出。

(2)無 volatile 修飾符時(shí)。輸出結(jié)果:

i 的值沒有改變,預(yù)期中。其匯編代碼為:

結(jié)果與添加volatile時(shí)相同。

即在VC++6.0編譯環(huán)境下,在const變量定義時(shí)添加volatile修飾符,與不添加效果是一樣的。編譯器都采取了優(yōu)化(甚至把編譯器優(yōu)化選項(xiàng)關(guān)閉還是如此,有點(diǎn)恐怖...)。

4. VS 2010

再看下Microsoft編譯器家族的高級(jí)版本:

(1)添加 volatile 修飾符時(shí),輸出結(jié)果:

?i 的值被成功修改了!

(2)無 volatile 修飾符時(shí),輸出結(jié)果:

i 的值沒有被修改。

故:不建議修改const變量的值,即使修改也要熟悉當(dāng)前使用的編譯器對(duì)于該 未定義行為 是如何解釋的

總結(jié)

原文鏈接:https://blog.csdn.net/heyabo/article/details/8745942

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