const分別在C和C 語言裡的含義和實現機制

const分別在c和c++語言裡的含義和實現機制

2013-07-02 09:14:31 收藏

const的含義

簡單地說:const在c語言中表示唯讀的變數,而在c++語言中表示常量.

c語言const是constant的縮寫,是恆定不變的意思,也翻譯為常量,但是很多人都認為被const修飾的值都是常量,其實這是不精確的.因為,精確來說應該是唯讀的變數,其值在編譯的時候不能被使用,因為編譯器在編譯的時候不知道其儲存的內容.或許當初這個關鍵字應該被替換為readonly.

c語言中const定義的變數只是給出了對應的記憶體位址,而不是像#define一樣給出的是立即數,所以,const定義的唯讀變數在程式執行過程中只有乙個備份(因為它是全域性的唯讀變數,存放在靜態區),而#define定義的巨集變數在記憶體中有若干個備份.

c++語言:

const是c++中常用的型別修飾符,常型別是指使用型別修飾符const說明的型別,常型別的變數或物件的值是不能被更新的.

c++引入const的初始目的是為了取代預編譯指令,消除他的缺點,同時繼承它的優點.《缺點:只是簡單值和**的替代,缺乏型別的檢測機制,安全性不好;優點有三:1.避免意義模糊的數字出現,清晰程式語義2.方便引數的調整和修改,3.提高程式執行效率,因為不需要為常量分配空間》

問題出來了:為什麼const能取代預定義語句?

1. 首先,以const修飾的變數和物件具有不可變性,這是它能取代預定義語句的基礎.

2. 第二,很明顯,它同樣能避免意義模糊的數字定義,也可以方便地進行引數的調整與修改.

3. 第三,c++編譯器通常不為普通const常量(普通是指內建型別,不包括結構體等型別)分配儲存空間,只是把它們儲存在符號表中(注意:c語言中則會為const變數分配儲存空間),這使得它們成為了編譯期間的常量,沒有了儲存和讀記憶體的操作,使得它的效率非常高,同時,也是它能取代預定義語句的重要基礎.

4. 最後,const定義也能像普通的變數定義一樣,它會由編譯器對它進行型別的安全檢查,消除了預定義語句帶來的安全隱患.

我們使用一張表來總結const的作用:

no.作用

說明參考**

1可以定義const常量

const int max = 100;

2便於進行型別檢查

const常量有資料型別，而巨集常量沒有資料型別。編譯器可以對前者進行型別安全檢查，而對後者只進行字元替換，沒有型別安全檢查，並且在字元替換時可能會產生意料不到的錯誤

void f(const int i)

//對傳入的引數進行型別檢查，不匹配進行提示

3可以保護被修飾的東西

防止意外的修改，增強程式的健壯性。

void f(const int i)

//如果在函式體內修改了i，編譯器就會報錯

4可以很方便地進行引數的調整和修改

同巨集定義一樣，可以做到不變則已，一變都變

5為函式過載提供了乙個參考

class a

//乙個函式

void f(int i) const //上乙個函式的過載

......};6

可以節省空間，避免不必要的記憶體分配

const定義常量從彙編的角度來看，只是給出了對應的記憶體位址，而不是象#define一樣給出的是立即數，所以，const定義的常量在程式執行過程中只有乙份拷貝，而#define定義的常量在記憶體中有若干個拷貝

#define pi 3.14159 //常量巨集

const doulbe pi=3.14159; //此時並未將pi放入rom中

......

double i=pi; //此時為pi分配記憶體，以後不再分配！

double i=pi; //編譯期間進行巨集替換，分配記憶體

double j=pi; //沒有記憶體分配

double j=pi; //再進行巨集替換，又一次分配記憶體！

7提高了效率

編譯器通常不為普通const常量分配儲存空間，而是將它們儲存在符號表中，這使得它成為乙個編譯期間的常量，沒有了儲存與讀記憶體的操作，使得它的效率也很高

const的實現機制

const究竟是如何實現的呢？對於宣告為const的內建型別，例如int，short，long等等，編譯器會如何實現const的本意？那麼對於非內建型別是否也是與內建資料型別一樣處理呢，例如對於結構體型別則會怎樣處理呢？下面通過幾個小例子來說明這些問題：

c語言const示例：

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麼？ i=20 *p=20

c++語言const示例1：

const int i=10;

int *p=const_cast(&i);

*p=20;

cout<

輸出結果是 i=10 *p=20

c++語言const示例2：

struct test

};int main(int argc, char* argv)

{const struct test t1;

int *q=(int *)(&t1.j);

*q=40;

cout<

輸出結果是 j=40 *q=40

示例結果分析

看到上面三組輸出結果，我們可以分析兩個問題：

問題1:c語言和c++語言中的const究竟表示什麼?

問題2:const的實現機制究竟是怎樣的?

問題1，對於const int型別的變數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表示唯讀的變數，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，再獲取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針對問題2，c++語言中只是對於內建資料型別做常數替換，而對於像結構體這樣的非內建資料型別則不會。因為結構體型別不是內建資料型別，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型別完全不一樣的處理模式。

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