目錄

一、寫在前面

二、分析C和C++中const常量被修改后值的狀態(tài)

2.1 C中const常量被修改后值的狀態(tài)

?2.2 C++中const常量被修改后值的狀態(tài)

2.3?C和C++中const常量被修改后值的狀態(tài)分析結(jié)論

三、添加volatile修飾后，分析C和C++中const常量被修改后值的狀態(tài)

3.1?添加volatile修飾后，C中const常量被修改后值的狀態(tài)

3.2?添加volatile修飾后，C++中const常量被修改后值的狀態(tài)

3.3?添加volatile修飾后，C和C++中const常量被修改后值的狀態(tài)分析結(jié)論

四、針對const常量在C和C++里分析volatile修飾前后值被修改的狀態(tài)的結(jié)論

4.1 C中

4.2 C++中

五、原因

5.1 C中對const沒有優(yōu)化，C++存在const優(yōu)化

5.2 局部const常量和全局const常量

5.3 借用評論區(qū)的說法

5.4 volatile優(yōu)化

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一、寫在前面

1. 由于涉及到編譯器層面，所以不同編譯器結(jié)果可能不一樣。本文使用的VS編譯器。

2. 針對const修飾的整型常量：

const int local = 10;

3. 常量本質(zhì)上也是一個變量，是變量就會有地址；
因為直接修改const常量是不允許的(編譯就會報錯)，所以只能通過指針修改其地址上的值來試驗。如下:

?這里注意下，用vs復(fù)制一個文件到另一個文件運行(比如這里程序都是一樣的，一個在c運行，一個在cpp運行，復(fù)制過去不清理解決方案，運行的其實還是上一個程序)，但是編譯器選擇不同時，需要重新生成解決方案，不然運行的還是上一次的程序。

4.分析的問題及結(jié)論

不加volatile修飾的const常量修改分析const變量被修改后，常量本身值的修改情況const變量被修改后，常量對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值的修改情況

C環(huán)境下	會被修改	會被修改
C++環(huán)境下	不會被修改	會被修改

加volatile修飾的const常量修改分析const變量被修改后，常量本身值的修改情況const變量被修改后，常量對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值的修改情況

C環(huán)境下	會被修改	會被修改
C++環(huán)境下	會被修改	會被修改

5.整體代碼

c部分：

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h>int main(void) {const int local = 10;printf("修改前:\n");printf("修改前l(fā)ocal本身的值 : %d \n", local);printf("修改前l(fā)ocal的地址: %x \n", &local);int *ptr = (int*)&local;*ptr = 100;printf("修改后:\n");printf("修改后local本身的值: %d \n", local);printf("修改后local對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值:: %d \n", *ptr);printf("修改后local的地址: %x \n", &local);printf("\n\n");printf("測試添加volatile修飾符:\n");/****** 添加volatile避免編譯器的優(yōu)化 ********/const volatile int local2 = 10;printf("修改前:\n");printf("修改前l(fā)ocal2本身的值 : %d \n", local2);printf("修改前l(fā)ocal的地址: %x \n", &local2);int *ptr2 = (int*)&local2;*ptr2 = 100;printf("修改后:\n");printf("修改后local2本身的值: %d \n", local2);printf("修改后local2對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值:: %d \n", *ptr2);printf("修改后local2的地址: %x \n", &local2);return 0; }

輸出結(jié)果：

C++部分

#include <iostream> #include<stdio.h> using namespace std;int main(){const int local = 10;printf("修改前:\n");printf("修改前l(fā)ocal本身的值 : %d \n", local);printf("修改前l(fā)ocal的地址: %x \n", &local);int *ptr = (int*)&local;*ptr = 100;printf("修改后:\n");printf("修改后local本身的值: %d \n", local);printf("修改后local對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值:: %d \n", *ptr);printf("修改后local的地址: %x \n", &local);printf("\n\n");printf("測試添加volatile修飾符:\n");/****** 添加volatile避免編譯器的優(yōu)化 ********/const volatile int local2 = 10;printf("修改前:\n");printf("修改前l(fā)ocal2本身的值 : %d \n", local2);printf("修改前l(fā)ocal的地址: %x \n", &local2);int *ptr2 = (int*)&local2;*ptr2 = 100;printf("修改后:\n");printf("修改后local2本身的值: %d \n", local2);printf("修改后local2對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值:: %d \n", *ptr2);printf("修改后local2的地址: %x \n", &local2);return 0; }

輸出結(jié)果：

二、分析C和C++中const常量被修改后值的狀態(tài)

這里討論的值指常量本身的值(local)和常量對應(yīng)的內(nèi)存空間上的值(*ptr)。

2.1 C中const常量被修改后值的狀態(tài)

代碼如下：

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h>int main(void) {const int local = 10;printf("修改前:\n");printf("修改前l(fā)ocal本身的值 : %d \n", local);printf("修改前l(fā)ocal的地址: %x \n", &local);int *ptr = (int*)&local;*ptr = 100;printf("修改后:\n");printf("修改后local本身的值: %d \n", local);printf("修改后local對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值:: %d \n", *ptr);printf("修改后local的地址: %x \n", &local);return 0; }

運行結(jié)果如下：

?注意輸出中選中區(qū)。

結(jié)論：通過指針的方式修改常量對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值，常量本身的值(local)會被修改，常量對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值(*ptr)也會被修改；

?2.2 C++中const常量被修改后值的狀態(tài)

代碼如下：

#include <iostream> #include<stdio.h> using namespace std; /***為了節(jié)省時間 輸出之間用的printf沒用cout****/int main(){const int local = 10;printf("修改前:\n");printf("修改前l(fā)ocal本身的值 : %d \n", local);printf("修改前l(fā)ocal的地址: %x \n", &local);int *ptr = (int*)&local;*ptr = 100;printf("修改后:\n");printf("修改后local本身的值: %d \n", local);printf("修改后local對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值:: %d \n", *ptr);printf("修改后local的地址: %x \n", &local);return 0; }

運行結(jié)果如下：

??注意輸出中選中區(qū)。

結(jié)論：通過指針的方式修改常量對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值，常量本身的值(local)不會被修改，常量對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值(*ptr)會被修改；

2.3?C和C++中const常量被修改后值的狀態(tài)分析結(jié)論

所以，局部const常量的值在C++和C里面是否能修改的結(jié)果是不一樣的。在C里面常量本身的值和內(nèi)存空間對應(yīng)的值都會變，C++里常量本身發(fā)值不會變，但是對應(yīng)的內(nèi)存空間的值會變。原因在后面會說。

這里說的是局部，全局const是什么會在后面說。

三、添加volatile修飾后，分析C和C++中const常量被修改后值的狀態(tài)

這里討論的值指常量本身的值(local)和常量對應(yīng)的內(nèi)存空間上的值(*ptr)。

3.1?添加volatile修飾后，C中const常量被修改后值的狀態(tài)

代碼如下：

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h>int main(void) {const int local = 10;printf("測試添加volatile修飾符:\n");/****** 添加volatile避免編譯器的優(yōu)化 ********/const volatile int local2 = 10;printf("修改前:\n");printf("修改前l(fā)ocal2本身的值 : %d \n", local2);printf("修改前l(fā)ocal的地址: %x \n", &local2);int *ptr2 = (int*)&local2;*ptr2 = 100;printf("修改后:\n");printf("修改后local2本身的值: %d \n", local2);printf("修改后local2對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值:: %d \n", *ptr2);printf("修改后local2的地址: %x \n", &local2);return 0; }

運行結(jié)果如下：

?注意輸出中選中區(qū)。

結(jié)論：添加volatile修飾后，通過指針的方式修改常量對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值，常量本身的值(local)會被修改，常量對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值(*ptr)也會被修改；也就是說volatile修飾符在這里看不出是否跳過優(yōu)化。

3.2?添加volatile修飾后，C++中const常量被修改后值的狀態(tài)

代碼如下：

#include <iostream> #include<stdio.h> using namespace std; /***為了節(jié)省時間 輸出之間用的printf沒用cout****/int main(){const int local = 10;printf("測試添加volatile修飾符:\n");/****** 添加volatile避免編譯器的優(yōu)化 ********/const volatile int local2 = 10;printf("修改前:\n");printf("修改前l(fā)ocal2本身的值 : %d \n", local2);printf("修改前l(fā)ocal的地址: %x \n", &local2);int *ptr2 = (int*)&local2;*ptr2 = 100;printf("修改后:\n");printf("修改后local2本身的值: %d \n", local2);printf("修改后local2對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值:: %d \n", *ptr2);printf("修改后local2的地址: %x \n", &local2);return 0; }

運行結(jié)果如下：

??注意輸出中選中區(qū)。

結(jié)論：添加volatile修飾后，通過指針的方式修改常量對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值，常量本身的值(local)會被修改，常量對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值(*ptr)也會被修改；也就是說volatile修飾符在這里成功避免編譯器優(yōu)化。

3.3?添加volatile修飾后，C和C++中const常量被修改后值的狀態(tài)分析結(jié)論

因為在C里面，const常量的值都能被修改，所以volatile無法提現(xiàn)；在C++里volatile成功避免了優(yōu)化。

四、針對const常量在C和C++里分析volatile修飾前后值被修改的狀態(tài)的結(jié)論

4.1 C中

無論是否進行volatile修飾，常量對應(yīng)內(nèi)存空間中的值(*ptr)都會被修改；

無論是否進行volatile修飾，常量本身的值(local)都會被修改。

4.2 C++中

無論是否進行volatile修飾，常量對應(yīng)內(nèi)存空間的值(*ptr)都會被修改；

如果不采用volatile修飾const常量，常量本身的值(local)不會被修改，volatile修飾后常量本身的值(local)會被修改。

五、原因

5.1 C中對const沒有優(yōu)化，C++存在const優(yōu)化

c++中用const定義了一個常量后，不會分配一個空間給它，而是將其寫入符號表(symbol table)，這使得它成為一個編譯期間的常量，沒有了存儲與讀內(nèi)存的操作，使得它的效率也很高。

通過指針的方式修改常量對應(yīng)的內(nèi)存空間中的值時，這種修改不會影響到常量本身的值，因為用到該常量(local)的時候，編譯器根本不會去進行內(nèi)存空間的讀取。這就是c++的常量折疊（constant folding）,即將const常量放在符號表中，而并不給其分配內(nèi)存，編譯器直接進行替換優(yōu)化。除非需要用到local的存儲空間的時候，編譯器迫不得已才會分配一個空間給local，但之后local的值仍舊從符號表中讀取，不管local的存儲空間中的值如何變化，都不會對常量local產(chǎn)生影響(即常量放在符號表，無論是否對其進行操作，常量本身的使用都是從符號表中去取。所以就算從內(nèi)存空間對其進行了修改，內(nèi)存空間的值變化了，但是常量的值還是從符號表中拿，值還是沒變)。
示例：

int main(){const int local ?= 2;int* ptr = (int*)(&local);*ptr ?= 30;cout<<&local<<endl;?cout<<ptr <<endl; ?cout<<local<<endl;cout<<*ptr <<endl; }

輸出：

0x28ff08 0x28ff08 2 30

在C中卻不是這樣，C沒有constant folding的概念，用const定義一個常量的時候，編譯器會直接開辟一個內(nèi)存空間存放該常量，不會進行優(yōu)化，所以從內(nèi)存空間對其進行了修改，內(nèi)存空間的值變化了，常量本身的值也就變化了(跟變量一樣，只不過常量不能直接用常量名二次賦值或初始化)。
示例：

int main() {const int local ?= 2;int* ptr = (int*)(&local);*ptr = 30;printf("%x\n",&local);printf("%x\n",ptr);printf("%d\n",local);printf("%d\n",*ptr);return 0; }

輸出：

28ff18 28ff18 30 30

5.2 局部const常量和全局const常量

1. 針對定義在函數(shù)內(nèi)部(包括main函數(shù))的const常量，不管是c還是c++，本質(zhì)上都只是將其當(dāng)成一個普通的局部變量來對待，都只是在棧上分配空間。所以const根本就不能起到阻止修改其內(nèi)存空間的作用，一個合法的強制類型轉(zhuǎn)換就可以輕松搞定。C++比C好的地方就在于使用了constant folding的機制，使得常量的值跟對應(yīng)的內(nèi)存空間無關(guān)，從而保護了該常量值。
2. 對于全局const常量(定義在main之外)，在c和c++中如果我們?nèi)匀挥胕nt *ptr = (int*)(&local)；這種方法來修改它內(nèi)存中的值，編譯時不會報錯(這里看編譯器，gcc不報錯，vs編譯時就會報錯)，但是運行時會報段錯誤，因為local是放在只讀的全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)中，修改該區(qū)中的數(shù)據(jù)會引發(fā)段錯誤，也就是不能進行修改。
3. 總結(jié)來說，全局const常量放在常量只讀區(qū)，C和C++里都沒法修改；局部const常量放在棧上，能夠通過操作內(nèi)存的方式(int *ptr = (int*)(&local))修改其內(nèi)存空間中的值。

注意這里局部const常量被修改的是常量對應(yīng)內(nèi)存空間的值，常量本身的值是否改變?nèi)Q于是C還是C++，C++里有優(yōu)化，常量本身的值不會變，而C沒有優(yōu)化，所以常量本身的值會被修改。

5.3 借用評論區(qū)的說法

在C中，const修飾的變量，是指不可修改的變量（旨在提示程序員）。如何使這個變量不可修改呢？在編譯期間對這個變量進行檢查，如果有語句試圖修改這個變量，就報編譯錯誤，使編譯不通過。雖然如此，但仍然可以通過指針間接修改const變量的值（繞過編譯器檢查）來證明這是一個變量。作為函數(shù)參數(shù)，是限定函數(shù)只對該參數(shù)（這里的參數(shù)是引用類型，引用使用址傳遞效率高）進行讀，而不允許寫（避免誤操作，因為修改參數(shù)引用會直接改變原數(shù)據(jù)）。

在C++中，常量就真的是常量了。

這也就是為什么我們說c里面常量只是只讀，并不是真正的常量的原因。

5.4 volatile優(yōu)化

volatile 確實能避免編譯器優(yōu)化。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C和C++里的const常量、volatile修饰符的深层次说明的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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