通过非常量指针修改 const答案

【问题标题】：Modifying a const through a non-const pointer通过非常量指针修改 const
【发布时间】：2011-01-31 07:18:13
【问题描述】：

我对以下代码中发生的事情有点困惑：


const int e = 2;

int* w = ( int* ) &e;          // (1) cast to remove const-ness
*w = 5;                        // (2)

cout &lt&lt *w &lt&lt endl;            // (3) outputs 5
cout &lt&lt e &lt&lt endl;             // (4) outputs 2

cout &lt&lt "w = " &lt&lt w &lt&lt endl;   // (5) w points to the address of e
cout &lt&lt "&e = " &lt&lt &e &lt&lt endl;

在(1)中，w指向e的地址。在 (2) 中，该值更改为 5。但是，当显示 *w 和 e 的值时，它们的值不同。但是如果你打印 w 指针和 &e 的值，它们的值/地址是相同的。

为什么 e 仍然包含 2，即使它已更改为 5？它们是否存储在单独的位置？还是临时的？但是w指向的值怎么还是e的地址呢？

【问题讨论】：

你处于未定义的行为领域——任何事情都有可能发生。
我的大脑太累了，看不出发生了什么，但你可以使用 const_cast 来做这件事。如果您只是想了解正在发生的事情，您可以忽略此评论。
@erelender：您可以为此使用const_cast，但这不会使行为变得更不确定。

标签： c++ pointers casting const-correctness

【解决方案1】：

正如我在评论中所说，一旦你修改了 const 值，你就处于未定义的行为状态，所以谈论正在发生的事情没有多大意义。但到底是什么..

cout << *w << endl;            // (3) outputs 5
cout << e << endl;             // (4) outputs 2

据推测，*w 正在运行时进行评估，但 e 被视为编译时间常量

【讨论】：

也许...另一种可能是编译器在之前注意到“*w=5”并在第一行插入了 5 而不是 *w
我同意。在范围内初始化的 const int 将是一个编译时间常数。
这是否意味着将 const 变量转换为非常量指针是没有用的，因为通过该指针进行修改会导致未定义的行为？
差不多，const 的全部意义在于你不修改值......你永远不应该抛弃 const。
我同意尼尔的观点，对于更长的解释const X c = v，其中X 是枚举或整数类型，v 是整数常量表达式（即const int v = 5;）定义了一个常量c 本身可以用作整数常量表达式。这意味着编译器可以在编译任何使用 c 时内联该值，这很可能发生。 UB 是通过const_cast 修改该常量（C 风格转换为const_cast）可能会做任何事情或根本不做任何事情，包括终止应用程序。在这种特殊情况下，它正在修改值。

【解决方案2】：

我怀疑你正在绊倒编译器。它不指望你用 e 玩坏事，所以当它看到这条线时：

cout << e << endl;

它只是插入值 2 而不是查找实际值。您可以通过查看程序的反汇编来验证（或反驳）这一点。

【讨论】：

【解决方案3】：

我猜编译器已经优化了值输出。它看到 e 是 const （因此，理论上它不能改变）并将 cout << e << endl; 更改为 cout << 2 << endl;。但是，e 仍然必须存在，因为它被 w 使用，所以 w 正确地获取了它的地址并修改了它的值，但是你在 cout 中看不到它。

故事的寓意——只有在你真正想成为const 时才声明事情const。抛弃constness 不是一个好主意。

【讨论】：

【解决方案4】：

我唯一能想到的是编译器对代码进行了一些优化，即使它为 e 分配了内存，对 e 的任何引用都被替换为值 2

所以实际上（影响？）注释 (4) 处的行被“优化”为

cout << "2" << endln;

【讨论】：

【解决方案5】：

我猜编译器使用 constness 来优化变量并在代码中插入一个固定值。

【讨论】：

【解决方案6】：

C++14 标准的 [dcl.type.cv]/4 部分涵盖了这一点（早期标准也有类似的文本）：

除了可以修改声明为mutable 的任何类成员外，在const 对象的生命周期内对其进行任何修改的尝试都会导致未定义的行为。

e 是一个 const 对象，*w = 5; 尝试修改该对象，因此结果为 undefined behavior。

【讨论】：