静态 const 成员的 const_cast答案

【问题标题】：const_cast of a static const member静态 const 成员的 const_cast
【发布时间】：2011-10-22 16:24:03
【问题描述】：

以下代码在 GCC (4.2-4.6) 和 Clang (2.1) 下都能很好地编译，但是当我运行可执行文件时，它给了我“总线错误：10”。我不明白原因。

#include <iostream>

struct A
{
  static int const v;
  A() { ++*const_cast<int *>(&A::v); }
};

int const A::v = 0;

int main(int argc, char * argv[])
{
  A a, b, c;
  std::cout << a.v << std::endl;

  return 0;
}

【问题讨论】：

我很确定修改你声明为 const 的东西是未定义的行为，但我相信有人可以挖掘出准确的陈述。
+1 用于提供最小的完整示例程序。有关详细信息，请参阅sscce.org。

标签： c++ static constants member const-cast

【解决方案1】：

我认为相关的引用是：

N3242 中的第 7.1.6.1 (4) 节：

除了声明为 mutable 的任何类成员都可以修改外，任何尝试在其生命周期内修改 const 对象会导致未定义的行为。

这些示例使用const_cast 说明了这一点。正如 James 指出的那样：引用可以在 C++03 标准的 §7.1.5 中找到。

稍微详细说明一下：当声明 const 时，该语言规则允许编译器使用只读内存（如果它在目标架构上可用）。如果没有这条规则，const-ness 总是可以被抛弃而不必担心任何后果，并且使用它只是开发人员纪律的问题。它的方式至少可以告诉人们他们正在调用 UB，这通常是一个很好的威慑。 const_cast 本身无关紧要，因为无论您如何欺骗编译器让您操纵 const 对象，这并不重要。

【讨论】：

【解决方案2】：

5.2.11.7：

根据对象的类型，通过由 const_cast 产生的指针、左值或指向数据成员的指针丢弃 const 限定符）可能会产生未定义的行为 (7.1.5.1)

在您的情况下，您正在尝试修改只读段中的数据。

【讨论】：

这是一个非规范性注释（即它仅供参考）。规范性文本在引用的 §7.1.5.1 中。
草案第 7.1.6.1 条。看我的回答。
@pmr：对，因为 C++0x 规范添加了一个定义 constexpr 的子句。

【解决方案3】：

因为你不能修改声明为 const 的变量。

【讨论】：

【解决方案4】：

仅仅因为你抛弃了 const，并不意味着你会成功地写入那个内存。

const_cast<T> 所做的只是从编译器的角度移除变量的 const-ness。这让编译器继续并发出代码以写入变量。但是在运行时，如果编译器/链接器碰巧将变量放入只读内存，那么无论你如何转换，硬件都会阻止你在那里写入。

【讨论】：

【解决方案5】：

我没有解决实际问题的方法。我只能说，不要使用const_cast，除非打算从非常量成员函数调用 const 成员函数并将 const 结果“const_cast”（使其成为非常量成员函数的可变结果)。

但是我有一个改进你的设计的建议：

class A
{
private:
  static int v;
public:
  A() { ++v; }
  static int get_v() { return v; }
};

int A::v = 0;

int main(int argc, char * argv[])
{
  A a, b, c;
  std::cout << a.get_v() << std::endl;

  return 0;
}

【讨论】：

【解决方案6】：

基本上，如果一个变量被声明为const，编译器就可以将结果发送到只读内存。获取const 对象的指针/引用，然后使用const_cast 删除const 可能会导致未定义的行为。

一般来说，只有当被引用的对象不是const 时才使用const_cast 是安全的（即使您拥有的指针/引用是const）。

【讨论】：

【解决方案7】：

问题是这一行：

static int const v;

因为您将其声明为 const，所以 const_cast 会导致未定义的行为 - 在您的情况下，您很幸运遇到了总线错误（这是我系统上的分段错误）。

声明它是非const的，你可以毫无问题地调用它的const_cast。

【讨论】：