C++中const的實現機制深入分析

問題
C語言以及C++語言中的const究竟表示什嗎？其具體的實現機制又是如何?的呢？ 本文將對這兩個問題進行一些分析，簡單解釋const的含義以及實現機制。

問題分析
簡單的說const在C語言中表示唯讀變數，而在C++語言中表示常量。關於const在C與C++語言中的使用以及更多的區別，以後有時間另開一貼說明。

那麼const究竟是如何?的呢？ 對於聲明為const的內建類型，例如int，short，long等等，編譯器會如何?const的本意？那麼對於非內建類型是否也是與內建資料類型一樣處理呢，例如對於結構體類型則會怎樣處理呢？下面通過幾個小例子來說明這些問題：
C語言const樣本： 複製代碼 代碼如下:const int i=10;
int *p=(int *)(&i);
*p=20;
printf("i=%d *p=%d \n",i,*p);

猜一猜輸出結果是什嗎？ i=20 *p=20
C++語言const樣本1： 複製代碼 代碼如下:const int i=10;
int *p=const_cast<int *>(&i);
*p=20;

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

輸出結果是 i=10 *p=20
C++語言const樣本2： 複製代碼 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;
}

輸出結果是 j=40 *q=40

樣本結果分析
看到上面三組輸出結果，有沒有感到很詭異：
問題1，對於const int類型的變數i，C語言中通過指標p修改了值後，i變成了20；而在C++中，通過指標p修改了值後，i仍然是10。
問題2，C++語言中 const struct test的元素j通過指標q被改變了，為何const int 與 const struct test的反應機制不同？

針對問題1，我們知道C語言中const表示唯讀變數，既然把const看成是變數，那麼其在記憶體中就會有儲存他的空間，並且可以通過指標間接的改變該記憶體空間的值，當通過指標p改變該記憶體中的值後，再擷取i的值的時候，會訪問該空間，得到的是被改變後的值。而C++把const看做常量，編譯器會使用常數直接替換掉對i的引用，例如cout<<i; 會理解成cout<<10; 並不會去訪問i的記憶體位址去取資料，這裡有點像是C語言裡的宏#define i 10。因此C++裡i會輸出10，而*p會輸出20.

針對問題2，C++語言中只是對於內建資料類型做常數替換，而對於像結構體這樣的非內建資料類型則不會。因為結構體類型不是內建資料類型，編譯器不知道如何直接替換，因此必須要訪問記憶體去取資料，而訪問記憶體去取資料必然會取到被指標q改變後的值，因此會造成與C++中const int類型完全不一樣的處理模式。

小結
C語言與C++有很多的區別與聯絡，const只是其中一個方面，對於const的理解和使用是編程的基礎，需要熟練掌握。