const_cast修改常量与编译时初始化和运行时初始化

一个奇怪的问题

阅读时,看到const_cast可以去掉底层const,于是写了如下测试代码:

#include <iostream>
#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

int main(){
    const int constant = 3;
    const int* const_p = &constant;
    int* modifier = const_cast<int*>(const_p);
    cout << constant << endl;
    cout << *const_p << endl;
    *modifier = 7;
    cout << constant << endl;
    cout << *const_p << endl;
    return 0;
}

输出结果:

很奇怪,通过*modidier修改了之前的常量的值,为什么不输出3,3,7,7,constant的值为什么还是3呢?

后来我在最后输出了constant的地址,和modifier,const_p,看看地址是否一样:

#include <iostream>
#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

int main(){
    const int constant = 3;
    const int* const_p = &constant;
    int* modifier = const_cast<int*>(const_p);
    cout << constant << endl;
    cout << *const_p << endl;
    *modifier = 7;
    cout << constant << endl;
    cout << *const_p << endl;
   
    cout << &constant << endl;
    cout << const_p << endl;
    cout << modifier << endl;
    return 0;
}

输出:

(只截取了最后三句的输出)

这时,我有点懵了,这是什么奇怪的问题,怎么同一个地址,里面的值还不一样,后来才想起来,这与C++的编译时初始化有关

编译时初始化和运行时初始化

编译时初始化

代码中,我们定义了常量constant,对于常量,C++要求定义的时候必须进行初始化,初始化分为编译时初始化和运行时初始化

代码中的const int constant = 3; 就是编译时初始化,因为在编译阶段就知道constant的值。

对于常量来言,编译时初始化有一个特殊的地方,编译器会用初始化的值去替换常量出现的地方,在我们的代码中,在程序运行之前,constant就被数值3替换了,所以才有了我们之前看到的输出3,3,3,7,而不是输出3,3,7,7

运行时初始化

运行时初始化,就是在运行阶段才能确定用哪个值来初始化变量,比如用函数的返回值来初始化 一个变量。所以我们只需稍微改一下代码,就能看到我们想看的输出了。

#include <iostream>
#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

int fun(){
    return 3;
}

int main(){
    const int constant = fun();
    const int* const_p = &constant;
    int* modifier = const_cast<int*>(const_p);
    cout << constant << endl;
    cout << *const_p << endl;
    *modifier = 7;
    cout << constant << endl;
    cout << *const_p << endl;
    return 0;
}

输出结果:

用一个函数fun()的返回值来初始化constant,这时constant的值需要运行时才能确定,不会在编译阶段就被替换,因此就能看到const_cast的作用了。

注意上述修改常量的行为,在C++里面是一个未定义行为,这里只是测试,实际使用不应该修改一个常量的值
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