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C++中const的實(shí)現(xiàn)機(jī)制深入分析

更新時(shí)間：2012年12月02日 15:52:52 作者：

C語(yǔ)言以及C++語(yǔ)言中的const究竟表示什么？其具體的實(shí)現(xiàn)機(jī)制又是如何實(shí)現(xiàn)的呢？本文將對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行一些分析,需要了解的朋友可以參考下

問(wèn)題
C語(yǔ)言以及C++語(yǔ)言中的const究竟表示什么？其具體的實(shí)現(xiàn)機(jī)制又是如何實(shí)現(xiàn)的呢？本文將對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行一些分析，簡(jiǎn)單解釋const的含義以及實(shí)現(xiàn)機(jī)制。

問(wèn)題分析
簡(jiǎn)單的說(shuō)const在C語(yǔ)言中表示只讀的變量，而在C++語(yǔ)言中表示常量。關(guān)于const在C與C++語(yǔ)言中的使用以及更多的區(qū)別，以后有時(shí)間另開(kāi)一貼說(shuō)明。

那么const究竟是如何實(shí)現(xiàn)的呢？對(duì)于聲明為const的內(nèi)置類(lèi)型，例如int，short，long等等，編譯器會(huì)如何實(shí)現(xiàn)const的本意？那么對(duì)于非內(nèi)置類(lèi)型是否也是與內(nèi)置數(shù)據(jù)類(lèi)型一樣處理呢，例如對(duì)于結(jié)構(gòu)體類(lèi)型則會(huì)怎樣處理呢？下面通過(guò)幾個(gè)小例子來(lái)說(shuō)明這些問(wèn)題：
C語(yǔ)言const示例：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
const int i=10; 
int *p=(int *)(&i); 
*p=20; 
printf("i=%d *p=%d \n",i,*p); 

猜一猜輸出結(jié)果是什么？ i=20 *p=20
C++語(yǔ)言const示例1：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
const int i=10; 
int *p=const_cast<int *>(&i); 
*p=20; 

cout<<"i="<<i<<" *p="<<*p<<endl; 

輸出結(jié)果是 i=10 *p=20
C++語(yǔ)言const示例2：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
struct test{ 
int j; 
char tmp; 
test() 
{ 
j=30; 
tmp='a'; 
} 
}; 
int main(int argc, char* argv[]) 
{ 
const struct test t1; 
int *q=(int *)(&t1.j); 
*q=40; 
cout<<"j="<<t1.j<<" *q="<<*q<<endl; 
return 0; 
} 

輸出結(jié)果是 j=40 *q=40

示例結(jié)果分析
看到上面三組輸出結(jié)果，有沒(méi)有感到很詭異：
問(wèn)題1，對(duì)于const int類(lèi)型的變量i，C語(yǔ)言中通過(guò)指針p修改了值后，i變成了20；而在C++中，通過(guò)指針p修改了值后，i仍然是10。
問(wèn)題2，C++語(yǔ)言中 const struct test的元素j通過(guò)指針q被改變了，為何const int 與 const struct test的反應(yīng)機(jī)制不同？

針對(duì)問(wèn)題1，我們知道C語(yǔ)言中const表示只讀的變量，既然把const看成是變量，那么其在內(nèi)存中就會(huì)有存儲(chǔ)他的空間，并且可以通過(guò)指針間接的改變?cè)搩?nèi)存空間的值，當(dāng)通過(guò)指針p改變?cè)搩?nèi)存中的值后，再獲取i的值的時(shí)候，會(huì)訪(fǎng)問(wèn)該空間，得到的是被改變后的值。而C++把const看做常量，編譯器會(huì)使用常數(shù)直接替換掉對(duì)i的引用，例如cout<<i; 會(huì)理解成cout<<10; 并不會(huì)去訪(fǎng)問(wèn)i的內(nèi)存地址去取數(shù)據(jù)，這里有點(diǎn)像是C語(yǔ)言里的宏#define i 10。因此C++里i會(huì)輸出10，而*p會(huì)輸出20.

針對(duì)問(wèn)題2，C++語(yǔ)言中只是對(duì)于內(nèi)置數(shù)據(jù)類(lèi)型做常數(shù)替換，而對(duì)于像結(jié)構(gòu)體這樣的非內(nèi)置數(shù)據(jù)類(lèi)型則不會(huì)。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)體類(lèi)型不是內(nèi)置數(shù)據(jù)類(lèi)型，編譯器不知道如何直接替換，因此必須要訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存去取數(shù)據(jù)，而訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存去取數(shù)據(jù)必然會(huì)取到被指針q改變后的值，因此會(huì)造成與C++中const int類(lèi)型完全不一樣的處理模式。

小結(jié)
C語(yǔ)言與C++有很多的區(qū)別與聯(lián)系，const只是其中一個(gè)方面，對(duì)于const的理解和使用是編程的基礎(chǔ)，需要熟練掌握。

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