C++中const的实现机制深入分析
更新时间：2020年4月25日 17:48 点击：1724
问题
C语言以及C++语言中的const究竟表示什么？其具体的实现机制又是如何实现的呢？ 本文将对这两个问题进行一些分析，简单解释const的含义以及实现机制。
问题分析
简单的说const在C语言中表示只读的变量，而在C++语言中表示常量。关于const在C与C++语言中的使用以及更多的区别，以后有时间另开一贴说明。
那么const究竟是如何实现的呢？ 对于声明为const的内置类型，例如int，short，long等等，编译器会如何实现const的本意？那么对于非内置类型是否也是与内置数据类型一样处理呢，例如对于结构体类型则会怎样处理呢？下面通过几个小例子来说明这些问题：
C语言const示例：
const int i=10;
int *p=(int *)(&i);
*p=20;
printf("i=%d *p=%d \n",i,*p);
猜一猜输出结果是什么？ i=20 *p=20
C++语言const示例1：
const int i=10;
int *p=const_cast<int *>(&i);
*p=20;
cout<<"i="<<i<<" *p="<<*p<<endl;
输出结果是 i=10 *p=20
C++语言const示例2：
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;
}
输出结果是 j=40 *q=40
示例结果分析
看到上面三组输出结果，有没有感到很诡异：
问题1，对于const int类型的变量i，C语言中通过指针p修改了值后，i变成了20；而在C++中，通过指针p修改了值后，i仍然是10。
问题2，C++语言中 const struct test的元素j通过指针q被改变了，为何const int 与 const struct test的反应机制不同？
针对问题1，我们知道C语言中const表示只读的变量，既然把const看成是变量，那么其在内存中就会有存储他的空间，并且可以通过指针间接的改变该内存空间的值，当通过指针p改变该内存中的值后，再获取i的值的时候，会访问该空间，得到的是被改变后的值。而C++把const看做常量，编译器会使用常数直接替换掉对i的引用，例如cout<<i; 会理解成cout<<10; 并不会去访问i的内存地址去取数据，这里有点像是C语言里的宏#define i 10。因此C++里i会输出10，而*p会输出20.
针对问题2，C++语言中只是对于内置数据类型做常数替换，而对于像结构体这样的非内置数据类型则不会。因为结构体类型不是内置数据类型，编译器不知道如何直接替换，因此必须要访问内存去取数据，而访问内存去取数据必然会取到被指针q改变后的值，因此会造成与C++中const int类型完全不一样的处理模式。
小结
C语言与C++有很多的区别与联系，const只是其中一个方面，对于const的理解和使用是编程的基础，需要熟练掌握。
C语言以及C++语言中的const究竟表示什么？其具体的实现机制又是如何实现的呢？ 本文将对这两个问题进行一些分析，简单解释const的含义以及实现机制。
问题分析
简单的说const在C语言中表示只读的变量，而在C++语言中表示常量。关于const在C与C++语言中的使用以及更多的区别，以后有时间另开一贴说明。
那么const究竟是如何实现的呢？ 对于声明为const的内置类型，例如int，short，long等等，编译器会如何实现const的本意？那么对于非内置类型是否也是与内置数据类型一样处理呢，例如对于结构体类型则会怎样处理呢？下面通过几个小例子来说明这些问题：
C语言const示例：
复制代码 代码如下:
const int i=10;
int *p=(int *)(&i);
*p=20;
printf("i=%d *p=%d \n",i,*p);
猜一猜输出结果是什么？ i=20 *p=20
C++语言const示例1：
复制代码 代码如下:
const int i=10;
int *p=const_cast<int *>(&i);
*p=20;
cout<<"i="<<i<<" *p="<<*p<<endl;
输出结果是 i=10 *p=20
C++语言const示例2：
复制代码 代码如下:
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;
}
输出结果是 j=40 *q=40
示例结果分析
看到上面三组输出结果，有没有感到很诡异：
问题1，对于const int类型的变量i，C语言中通过指针p修改了值后，i变成了20；而在C++中，通过指针p修改了值后，i仍然是10。
问题2，C++语言中 const struct test的元素j通过指针q被改变了，为何const int 与 const struct test的反应机制不同？
针对问题1，我们知道C语言中const表示只读的变量，既然把const看成是变量，那么其在内存中就会有存储他的空间，并且可以通过指针间接的改变该内存空间的值，当通过指针p改变该内存中的值后，再获取i的值的时候，会访问该空间，得到的是被改变后的值。而C++把const看做常量，编译器会使用常数直接替换掉对i的引用，例如cout<<i; 会理解成cout<<10; 并不会去访问i的内存地址去取数据，这里有点像是C语言里的宏#define i 10。因此C++里i会输出10，而*p会输出20.
针对问题2，C++语言中只是对于内置数据类型做常数替换，而对于像结构体这样的非内置数据类型则不会。因为结构体类型不是内置数据类型，编译器不知道如何直接替换，因此必须要访问内存去取数据，而访问内存去取数据必然会取到被指针q改变后的值，因此会造成与C++中const int类型完全不一样的处理模式。
小结
C语言与C++有很多的区别与联系，const只是其中一个方面，对于const的理解和使用是编程的基础，需要熟练掌握。
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