Question

const变量在哪里准确存储，它的行为如何变化？比如说：

const int i=10; // stores where ?  
main()  
{  
   const int j=20; //stores where?   
   return 0;  
}

如果答案是代码段，那么以下代码如何工作？

main()  
{  
   const int j=20;  
   int *p;  
   p=&j;  
   (*p)++;   
   return 0 ;  
}

此代码工作正常...如何更改只读内存？它是如何真正存储的？请详细解释一下。

Answer 1

关键字const表示只读变量（即，无法在运行时更改）。它不表示编译时常量。因此，变量的所有常用属性都适用;具体来说，它被分配了可寻址的存储空间。

与#define不同，您的常量不是必然由编译器内联。相反，编译器将在对象文件中创建与您的const声明对应的符号，以便可以从其他代码文件访问它 - 请记住const对象默认情况下在C中具有外部链接（尽管有些编译器仍将内联定义它的文件中的常量值。

您发布的“工作”代码段的原因是因为一元运算符&可以应用于包含const对象的任何左值。虽然此处的行为未定义，但我怀疑您的编译器正在检测此用法并确保您的const声明被赋予地址空间，因此即使在声明的文件中也不会内联它。

编辑：另请参阅：http://publications.gbdirect.co.uk/c_book/chapter8/const_and_volatile.html

让我们来看看const时的含义   用来。这真的很简单：   const意味着某些东西不是   可修改的，所以是一个数据对象   声明用const作为其一部分   类型规范不得   在运行期间以任何方式分配   一个程序。这很有可能   对象的定义会   包含初始化程序（否则，   既然你不能分配它，怎么做   会不会得到一个价值？），但是这个   情况并非总是如此。例如，   如果您正在访问硬件端口   在固定的内存地址并承诺   只有从中读取，那就是   声明是const而不是   初始化。

取一个地址   不是的类型的数据对象   const并将其放入指向   const的限定版本   相同类型既安全又明确   允许;你将能够使用   指向检查对象的指针，但不是   修改它。把地址放在   const类型转换为指针   不合格的类型更多   危险，因此被禁止   （虽然你可以绕过这个   使用演员）。例如......

Answer 2

修改代码以打印值：

#include <stdio.h>

main()
{
   const int j=20;
   int *p;
   p=&j;
   (*p)++;
    printf("%d\n", j);
   return 0 ;
}

以上代码在使用gcc 4.3.2在-O1优化或更高优化时编译时，会产生输出20而不是21。这表明它并没有真正起作用 - 只是出现才能工作。

const限定符不是请求将变量放在特定类型的内存中 - 这是您对编译器的承诺，您不会修改它无论如何都是变数。编译器可以依靠您的承诺来优化生成的代码 - 如果您违背承诺，它不一定会以明显的方式破坏，它可能只会产生奇怪的结果。

Answer 3

根据C标准（n1256草案）：

6.7.3类型限定符
...
3与限定类型关联的属性仅对表达式有意义是左值。^114）
...
5如果尝试通过使用修改使用const限定类型定义的对象如果是非const限定类型的左值，则行为未定义。如果是尝试通过使用左值来引用用volatile限定类型定义的对象对于非易失性限定类型，行为未定义。^115）
...
114）实现可以将const对象放在volatile的只读区域中存储。此外，如果其地址是，则实现不需要为这样的对象分配存储从未使用过。

115）这适用于那些行为就好像用合格类型定义的对象，即使它们是从未实际定义为程序中的对象（例如内存映射输入/输出中的对象）地址）。

简而言之，const - 限定对象可以存储在与非const限定对象不同的区域中，但不一定如此。

const限定符是指令编译器拒绝尝试直接修改该对象的代码;尝试间接修改对象（正如您在第二个代码段中所做的那样）会导致未定义的行为，这意味着任何结果都是可能的。

Answer 4

我不知道它存储在何处，因为它是实现定义的，但是您的代码会导致未定义的行为。

Answer 5

这真的不行。

常量通常不存储在任何地方。它们是内联扩展的。

你的编译器可能对你很好并给你一个内存位置来修改，但通常这是不可能的。

你得到了什么警告？我想你必须得到一些......

Answer 6

它完全取决于编译器编写器const会发生什么，它会根据您请求的优化而变化。

在你的第一个例子中，永远不会使用常量，所以编译器可能会完全忽略它们。

在你的第二个例子中，当你使用“地址关闭”时，它必须实际存储在某个地方 - 可能是在堆栈的开头。

由于C旨在取代汇编语言指令，并且用于编写OS内核和设备驱动程序类型代码，因此它可以让您执行各种操作，并假设您在开始弄乱指针时知道自己在做什么。

Answer 7

编译器确定是否需要常量的地址。如果不是，它（通常）内联输入代码段，因为它（通常）比引用内存更快。

如果需要地址，则将常量存储为当前作用域中的非const变量（相对于编译器）。也就是说，全局consts通常存储在你的数据段中，函数（参数或声明的）consts通常存储在堆栈中。

将其视为寄存器变量。如果您熟悉它，它就在您的CPU注册表中。在您需要其地址之前，它位于CPU的寄存器中。然后它被放入可寻址的空间。

真正的问题是初始化 - 如果你需要它的地址并因此实际分配，那么它在哪里被初始化？你有什么值得思考的。

Answer 8

第二个代码根本不应该编译。我在这里同意编译器：gcc给出了-pedantic-errors的错误（其目的是将一些强制性诊断变成错误，历史上gcc没有被认为是错误），xlc也给出了错误。

如果您想要参考：C90标准中的6.3.16.1描述何时可以进行分配：

两个操作数都是指向合格或非限定版本的指针兼容的类型，左边指向的类型都有右侧指向的类型的限定符

和c99作为类似的约束。

Answer 9

当您声明（非外部，非参数）并将变量初始化为const时，这意味着变量根本不可写。所以编译器可以自由地将它放到只读部分。虽然它可以在物理上进行修改（如果硬件允许的话）。或者不可修改，如果它受MMU保护或放在独立应用程序的ROM中。

标准没有陈述，如果你试图编写const会发生什么（它被称为“未定义的行为”），所以任何事情都可能发生：它可能是写的，不是写的，导致异常，挂起或其他你不能想像。 C不是那么偏执，比如Ada，并且所有不受关注的行为都取决于程序员，而不是编译器或RTL。

正如许多人所说，在大多数情况下它是内联的（如果编译器知道要内联），但仍然保留变量的属性，例如地址（并且你可以得到指针），大小。如果删除了所有const读取和指针，那么const的存储也将被编译器（如果它是静态的或本地的）或链接器（如果它是全局的）消除。

注意，如果可以在编译时计算它们的位置，也可以消除局部指针。如果在本地变量之后没有读取它们，也可以删除对局部变量的写入，因此您的代码段可能根本没有代码。

如果编译器证明只需要一个实例，则可以在静态存储中编译自动局部变量。由于const不可修改，它也在静态存储中编译，但可以如上所述被删除。

在你的所有例子中，所有的consts可能首先被置于静态存储（const部分），然后很容易消除。

C语言中限定词的深层分析

9 个答案: