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C++中如何修改const變量你知道嗎_C 語言

作者:heyabo ? 更新時間: 2022-05-08 編程語言

一、結論

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C++標準,對于修改const變量,屬于:未定義行為(指行為不可預測的計算機代碼),這樣一來此行為取決于各種編譯器的具體實現(即不同編譯器可能表現不同)。

故結論就是:不建議這么做!

但是,是的,但是,網上論壇、博客里均有有關如何修改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候加上volatile關鍵字(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;

:關于volatile這里不細講,詳見:volatile 關鍵字。考慮到volatile的重要性,后面自己也會寫一篇關于volatile詳解的文章。

二、分析

為了說明問題,下面在三種編譯器環境下做幾個小實驗

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;
}

輸出結果:

gdb查看其匯編代碼命令:進入gdb,然后輸入:disass main):

可以看出:輸入*pi 和 i 時均是從堆棧(即內存)中取數的。

反例:把 volatile關鍵字去掉:

#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;
}

輸出結果:

由此可見:在沒有volatile關鍵字修飾時,const 變量 i 的值時沒有改變的。

運用gdb查看其匯編代碼:

注意此時(沒有加volatile修飾符),輸出 變量 i 的值時直接將 0xa(10)值(從符號表中取出的)輸出,即此處編譯器進行了優化,沒有從內存中讀。

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表中,計算時編譯器直接從表中取值,省去了訪問內存的時間,從而達到了優化。

而在此基礎上加上volatile修改符,即告訴編譯器該變量屬于易變的,不要對此句進行優化,每次計算時要去內存中取數。

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

2. dev c++

運行結果與1(g++)一致。

3. VC++ 6.0

(1)添加volatile修飾符時,輸出結果(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變量的同時加上了volatile修飾符,但VC++ 6.0編譯器還是進行了優化措施,輸出 i 時 從編譯器的符號表中取值,直接輸出。

(2)無 volatile 修飾符時。輸出結果:

i 的值沒有改變,預期中。其匯編代碼為:

結果與添加volatile時相同。

即在VC++6.0編譯環境下,在const變量定義時添加volatile修飾符,與不添加效果是一樣的。編譯器都采取了優化(甚至把編譯器優化選項關閉還是如此,有點恐怖...)。

4. VS 2010

再看下Microsoft編譯器家族的高級版本:

(1)添加 volatile 修飾符時,輸出結果:

?i 的值被成功修改了!

(2)無 volatile 修飾符時,輸出結果:

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前使用的編譯器對于該 未定義行為 是如何解釋的

總結

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

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