Question

我在维基百科页面上看到Null_pointer Bjarne Stroustrup建议将NULL定义为

const int NULL = 0;

如果“你觉得你必须定义NULL”。我立刻想到了，嘿..等一下，怎么样const_cast？

经过一些实验，我发现了

int main() {
    const int MyNull = 0;
    const int*  ToNull = &MyNull;
    int* myptr = const_cast<int*>(ToNull);
    *myptr = 5;
    printf("MyNull is %d\n", MyNull);
    return 0;
}

会打印“MyNull为0”，但是如果我让const int属于一个类：

class test {
public:
    test() : p(0) { }
    const int p;
};
int main() {
    test t;
    const int* pptr = &(t.p);
    int* myptr = const_cast<int*>(pptr);
    *myptr = 5;
    printf("t.p is %d\n", t.p);
    return 0;
}

然后打印“t.p为5”！

为什么两者之间存在差异？为什么“* myptr = 5;”在我的第一个例子中默默地失败了，如果有的话，它正在执行什么动作？

Answer 1

首先，您通过尝试修改常量变量来调用两种情况下的未定义行为。

在第一种情况下，编译器看到MyNull被声明为常量，并用0替换main（）中对它的所有引用。

在第二种情况下，由于p在一个类中，编译器无法确定它只能用classInstance.p替换所有0，因此您可以看到修改的结果

Answer 2

首先，第一种情况发生的情况是编译器最有可能翻译你的

printf("MyNull is %d\n", MyNull);

立即进入

printf("MyNull is %d\n", 0);

因为它知道const个对象永远不会在有效程序中更改。您尝试更改const对象会导致未定义的行为，这正是您所观察到的。因此，从实际的角度来看，忽略未定义的行为一秒，您的*myptr = 5很可能成功修改了Null。只是你的程序并不真正关心你现在Null中的内容。它知道Null为零并且始终为零并且相应地起作用。

其次，为了根据您所指的建议定义NULL，您必须将其明确定义为积分常量表达式（ICE）。你的第一个变种确实是ICE。你的第二个变种不是。 ICE中不允许使用类成员访问，这意味着您的第二个变体与第一个变体有很大不同。第二个变体不会为NULL生成可行的定义，即使将test::p声明为const int并设置为零，也无法使用SomeType *ptr1 = Null; // OK test t; SomeType *ptr2 = t.p; // ERROR: cannot use an `int` value to initialize a pointer初始化指针

const

对于第二种情况中的不同输出...未定义的行为是未定义的行为。这是不可预测的。从实际的角度来看，你的第二个上下文比较复杂，所以编译器无法从上面的优化中做出预测。即你确实成功地突破了语言级限制并修改了一个const限定变量。语言规范不会让编译器轻松（或可能）优化类的p成员，因此在物理层面const_cast只是驻留在内存中的类的另一个成员，在该类的每个对象中。你的黑客只是修改了那个记忆。但它并不合法。行为仍然未定义。

当然，这一切都是毫无意义的。看起来这一切都始于“const_cast”问题。那么，它呢？ const从未打算用于此目的。您不能修改const_cast个对象。使用const_cast或没有{{1}} - 无关紧要。

Answer 3

您的代码正在修改声明为常量的变量，因此任何事情都可能发生。讨论为什么某个事情发生而不是另一个事情是完全没有意义的，除非你讨论不可移植的编译器内部问题......从C ++的角度来看，代码根本没有任何意义。

关于const_cast要理解的一件重要事情是const const不是为了搞乱变量声明的常量，而是关于引用和指针声明不变。

在C ++中，const int *通常被理解为“指向常数整数的指针”，而此描述完全错误。对于编译器而言，它完全不同：“指针不能用于写入整数对象”。

这显然可能是一个微小的差异，但确实是一个巨大的差异，因为

“constness”是指针的属性，而不是指向对象的属性。
没有任何关于指向物体是否恒定的事实。
“常量”这个词与意义无关（这就是为什么我认为使用const这是一个错误的命名选择）。 const int *并不是在谈论任何事情的常数，只是关于“只读”或“读/写”。

const_cast允许您在指针和可用于写入的引用和引用之间进行转换，因为它们是“只读”而不能。指向的对象永远不会成为这个过程的一部分，标准只是说在“抛弃”常量之后采用const指针并将其用于写入是合法的，但前提是指向对象尚未声明为常量。 / p>

指针和引用的常量永远不会影响将由编译器生成的机器代码（另一个常见的误解是，如果使用const引用和指针，编译器可以生成更好的代码，但这完全是假的...对于优化器，const引用和const指针只是一个引用和一个指针。

指针和引用的常量已经被引入以帮助程序员，而不是选择器（顺便说一下，我认为这对程序员的这种所谓的帮助也是值得怀疑的，但这是另一个故事）。

const_cast是一种武器，可以帮助程序员使用破坏的指针和引用的常量声明（例如在库中），并使用破坏的引用和指针的常量概念（在mutable之前）抛弃constness的例子是许多现实生活中唯一合理的解决方案。）

对const引用的误解也是一个非常常见的C ++反模式（甚至在标准库中使用）的基础，它表示传递const引用是一种传递值的智能方法。有关详细信息，请参阅this answer。

const在类和类外部转换int

3 个答案: