C++中如何修改const变量

 

一、结论

声明：不同于C语言的const变量修改问题（可以通过指针间接修改const变量的值），这里只讨论C++ 里的const。

C++ const 修饰符，表示常量，即如果以后保证不会修改则声明为const，否则若要修改，那一开始为什么还要声明为const呢？

根据C++标准，对于修改const变量，属于：未定义行为（指行为不可预测的计算机代码），这样一来此行为取决于各种编译器的具体实现（即不同编译器可能表现不同）。

故结论就是：不建议这么做！

但是，是的，但是，网上论坛、博客里均有有关如何修改const变量的方法，其不是依赖于某种具体的编译器，就是讲的欠考虑。

方法是在定义变量的时候加上volatile关键字（没有其他方法了吗(比如，const_cast ...)？ 是的，目前为止，我只知道这种方法是可能的）：

1. const volatile int i = 10；

注：关于volatile这里不细讲，详见：volatile 关键字。考虑到volatile的重要性，后面自己也会写一篇关于volatile详解的文章。

二、分析

为了说明问题，下面在三种编译器环境下做几个小实验

1. g++

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4. const volatile int i = 10;
5. int* pi = (int*)(&i);
6. *pi = 100;
7. printf("*pi: %d\n",*pi);
8. printf("i: %d\n",i);
9. printf("pi: %p\n",pi);
10. printf("&i: %p\n", &i);
11. return 0;
12. }

输出结果：

gdb查看其汇编代码（命令：进入gdb，然后输入：disass main）：

可以看出：输入*pi 和 i 时均是从堆栈（即内存）中取数的。

反例：把 volatile关键字去掉：

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4. const int i = 10;
5. int* pi = (int*)(&i);
6. *pi = 100;
7. printf("*pi: %d\n",*pi);
8. printf("i: %d\n",i);
9. printf("pi: %p\n",pi);
10. printf("&i: %p\n", &i);
11. return 0;
12. }

输出结果：

由此可见：在没有volatile关键字修饰时，const 变量 i 的值时没有改变的。

运用gdb查看其汇编代码：

注意此时（没有加volatile修饰符），输出 变量 i 的值时直接将 0xa（10）值（从符号表中取出的）输出，即此处编译器进行了优化，没有从内存中读。

注意到：指针 pi 和 &i（i 的地址）值却是一样的。So ，Why？

这就是C++中的常量折叠：指const变量（即常量）值放在编译器的符号表中，计算时编译器直接从表中取值，省去了访问内存的时间，从而达到了优化。

而在此基础上加上volatile修改符，即告诉编译器该变量属于易变的，不要对此句进行优化，每次计算时要去内存中取数。

这里也有个小细节：每种编译器对volatile修饰符的修饰作用效果不一致，有的就直接“不理会”，如VC++6.0编译器（下面会讲到）。

2. dev c++

运行结果与1（g++）一致。

3. VC++ 6.0

（1）添加volatile修饰符时，输出结果（程序代码同上）：

i 的值还是10，没有改变！这是为什么呢？不急，先看下其汇编代码：

注意：g++ 汇编代码的mov指令 与 VC++ 6.0的mov指令不同（传送方向相反）。

真相大白：虽然定义const变量的同时加上了volatile修饰符，但VC++ 6.0编译器还是进行了优化措施，输出 i 时 从编译器的符号表中取值，直接输出。

（2）无 volatile 修饰符时。输出结果：

i 的值没有改变，预期中。其汇编代码为：

结果与添加volatile时相同。

即在VC++6.0编译环境下，在const变量定义时添加volatile修饰符，与不添加效果是一样的。编译器都采取了优化（甚至把编译器优化选项关闭还是如此，有点恐怖...）。

4. VS 2010

再看下Microsoft编译器家族的高级版本：

（1）添加 volatile 修饰符时，输出结果：

i 的值被成功修改了！

（2）无 volatile 修饰符时，输出结果：

i 的值没有被修改。

故：不建议修改const变量的值，即使修改也要熟悉当前使用的编译器对于该 未定义行为 是如何解释的。