Question

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    const int a = 10;
    auto *b = const_cast<int *>(&a);
    *b = 20;
    cout << a << " " << *b;
    cout << endl << &a << " " << b;
}

输出如下：

10 20
0x7ffeeb1d396c 0x7ffeeb1d396c

a和*b位于同一地址，为什么它们有不同的价值？

Answer 1

很可能这是由优化引起的。

正如molbdnilo在评论中已经说过的那样：＆＃34;编译器盲目地信任你。如果你骗他们，可能会发生奇怪的事情。＆＃34;

因此，当启用优化时，编译器会找到声明

const int a = 10;

并且认为＆＃34;啊，这永远不会改变，所以我们不需要真正的＆＃34;变量，可以简单地用a＆＃34;替换代码中10的所有外观。此行为称为constant folding。

现在在下一行你＆＃34;作弊＆＃34;编译器：

auto *b = const_cast<int *>(&a);
*b = 20;

并改变一个，虽然你已经答应不这样做。结果是混乱。

就像很多人已经提到的那样，Christian Hackl在他出色的深度答案中已经彻底分析了它的未定义行为。通常允许编译器对常量应用常量折叠，常量显式声明为const。

你的问题是一个非常好的例子（我不知道任何人都可以投票！）为什么const_cast非常危险（当与原始指针组合时更多），应该只使用如果绝对必要，至少应该至少彻底评论为什么它被使用，如果它是不可避免的。在这种情况下，评论很重要，因为它不仅是你的编译器而且是作弊＆＃34;：

此外，您的同事将依赖信息const，并依赖其不会发生变化的信息。如果它改变了，但你没有通知他们，也没有发表评论，也不知道你在做什么，那么你将在工作中度过糟糕的一天：）

尝试一下：也许你的程序在调试版本（未优化）和发布版本（优化）中的行为会有所不同，而且这些错误通常很难解决。

Answer 2

我认为像这样查看const会有所帮助：

如果你声明某些东西为const，那么实际上并不是编译器确保你不改变它，而是相反：你向编译器做出一个你不会改变它的承诺。

这种语言可以帮助你保守你的承诺，例如你做不到：

const int a = 5;
a = 6;            // error

但正如您所发现的，您确实可以尝试修改您声明为const的内容。然而，那么你违背了你的承诺，并且一如既往地在c ++中，一旦你违反了你自己的规则（也就是未定义的行为）。

Answer 3

a和*b位于同一地址，为什么它们有所不同值？

他们没有，不是根据C ++。根据C ++，他们也没有。

怎么会这样？答案是C ++语言没有定义程序的行为，因为您修改了const对象。这是不允许的，并且对于在这种情况下会发生什么没有规则。

您只能使用const_cast来修改首先不是const的内容：

int a = 123;
int const* ptr1 = &a;
// *ptr1 = 456; // compilation error
int* ptr2 = const_cast<int*>(ptr1);
*ptr2 = 456; // OK

所以你最终得到了一个程序，其行为不是由C ++定义的。相反，行为由编译器编写器，编译器设置和纯粹机会定义。

这也是你的问题出了什么问题。如果不确切地知道你如何编译它以及它运行在哪个系统上，也不可能给你一个正确的答案，甚至可能涉及随机因素。

您可以检查二进制文件以找出编译器认为它正在做什么;甚至还有像https://gcc.godbolt.org/这样的在线工具。但尝试使用printf代替std::cout进行此类分析;它将产生更易于阅读的汇编代码。您也可以使用更容易识别的数字，例如123和456.

例如，假设您甚至使用GCC，请比较这两个程序;唯一的区别是const的{{1}}修饰符：

查看#include <stdio.h> int main() { int const a = 123; auto *b = const_cast<int *>(&a); *b = 456; printf("%d", a); printf("%d", *b); } #include <stdio.h> int main() { int a = 123; auto *b = const_cast<int *>(&a); *b = 456; printf("%d", a); printf("%d", *b); }电话的内容。在printf("%d", a);版本中，它变为：

const

在非mov esi, 123 mov edi, OFFSET FLAT:.LC0 mov eax, 0 call printf版本中：

const

如果不太了解汇编代码的细节，可以看到编译器优化了mov eax, DWORD PTR [rbp-12] mov esi, eax mov edi, OFFSET FLAT:.LC0 mov eax, 0 call printf变量，使得值123直接推送到const。它并没有真正将printf视为a调用的变量，但它确实用于指针初始化。

这种混乱是未定义行为的本质。这个故事的寓意是你应该总是避免未定义的行为，在投射之前思考两次是允许编译器帮助你完成这项工作的重要部分。

Answer 4

使用const编译代码一次，使用gcc编译一次const，表示没有为a分配空间，或者在const中忽略了内容}版本。（即使是0优化）它们的汇编结果的唯一区别是打印a的行。编译器只打印10而不是引用内存并获取a的内容:(左侧是const int a，右侧是int a版本）

movl    $10, %esi     |     movl    -36(%rbp), %eax
                      >     movl    %eax, %esi

正如您所看到的，对于非const版本存在额外的内存访问，我们知道这在时间上是昂贵的。因此，编译器决定信任您的代码，并得出结论：永远不会更改const，并在引用变量的任何地方替换它的值。

编译器选项：--std=c++11 -O0 -S

C ++如何保持const值？

4 个答案: