C++的常量摺疊--const和volatile

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背景知識

在開始之前先說一下符號表，這個編譯器中的東西。下面看一下百度百科中的描述：

符號表是一種用於語言翻譯器中的資料結構。在符號表中，程式原始碼中的每個標識符都和它的聲明或使用資訊綁定在一起，比如其資料類型、範圍以及記憶體位址。
符號表在編譯器工作的過程中不斷收集、記錄和使用來源程式中一些文法符號的類型和特徵等相關資訊。這些資訊一般以表格形式儲存於系統中。如常數表、變數名表、數組名表、過程名表、標號表等等，統稱為符號表。對於符號表組織、構造和管理方法的好壞會直接影響編譯系統的運行效率。

還有一個問題：前面說的似乎很讓人煩，既然聲明成了const，幹嘛還老修改啊？

根據C++標準，對於修改const變數，屬於：未定義行為（指行為不可預測的電腦代碼），這樣一來此行為取決於各種編譯器的具體實現（即不同編譯器可能表現不同）。

看到了吧，C++標準是不提倡這麼玩的。

 

下面看一下前面說的那個對照程式：

int main(){    int i0 = 11;    const int i = 0;         //定義常量i    int *j = (int *) &i;   //看到這裡能對i進行取值，判斷i必然後自己的記憶體空間    *j = 1;                  //對j指向的記憶體進行修改    printf("0x%p\n0x%p\n%d\n%d\n",&i,j,i,*j); //觀看實驗效果        const int ck = 9;     //這個對照實驗是為了觀察，對常量ck的引用時，會產生的效果    int ik = ck;    int i1 = 5;           //這個對照實驗是為了區別，對常量和變數的引用有什麼區別    int i2 = i1;    return 0;}

同時把i的聲明那條語句改成：

const volatile int i = 0;         //定義常量i

我們知道volatile是告訴編譯器在翻譯源碼到組合語言（機器碼）的過程中，不要最佳化。把源碼中對i的訪問，翻譯成每次都要去記憶體中抓取資料（這裡是在做編譯工作，只是把對應的源碼翻譯成組合語言），而不是從符號表（常量表）中抓取資料。所以加上volatile關鍵字的i的訪問都是去記憶體中拿資料，不去常量表中。

現在還有個問題，如果我加上volatile關鍵字，那麼每次對i的訪問的語句都被翻譯成了”去看記憶體裡的資料“這種行為的組合語言，不會有常量替換的過程了，那麼下面的語句是不是合法了呢？

i = 10；

你修改了常量的值，怎麼可能合法呢？但是按照上面的說法對於const volatile int類型的i似乎又是合法的。問題出在了這裡：

編譯器的一部分工作流程是這樣的：文法檢測->先行編譯（宏替換，常量替換，*（&i）恒等於i等最佳化）->編譯。所以i = 10這句話在語法檢查這個階段，看到你對一個const常量賦值，就已經報錯了，根本到不了編譯這個階段。

但是有的一些編譯器似乎無視這個volatile關鍵字，下面看一下測試的結果：

（1）看vc6.0的結果：

沒有volatile關鍵字的：

有volatile關鍵字的：

即在VC++6.0編譯環境下，在const變數定義時添加volatile修飾符，與不添加效果是一樣的。編譯器都採取了最佳化（甚至把編譯器最佳化選項關閉還是如此，無奈了）。

（2）vs2010和g++的測試結果是一樣的：

沒有volatile關鍵字：

有volatile關鍵字：

所以：不建議修改const變數的值，即使修改也要熟悉當前使用的編譯器對於該 未定義行為 是如何解釋的。

C++的常量摺疊--const和volatile