Что является результатом эталонного оператора «и» на константные переменные?

Question

Меня спросили, как можно изменить значение переменной const.

Мой мой очевидный ответ был "указатели!"но я попробовал следующий кусок кода, и я озадачен ...

int main()
{
    const int x = 5;
    int *ptr = (int *)(&x); // "Cast away" the const-ness..
    cout << "Value at " << ptr << ":"<< (*ptr) <<endl;
    *ptr = 6;
    cout << "Now the value of "<< ptr << " is: " << (*ptr) <<endl;
    cout << "But the value of x is still " << x <<endl;
    return 0;
}

И вывод был:

Value at <some address> :5
Now the value of <same address> is: 6
But the value of x is still 5

Теперь я не уверен, что именно возвращаетсяиз '& x', но это определенно не фактический адрес x, так как значение в x не изменилось!

Но с другой стороны, ptr содержит в начале значение x!Итак, что именно?

РЕДАКТИРОВАТЬ скомпилировано с VS2010

Answer 1

Ваша программа вызывает неопределенное поведение (запись в константную переменную через указатель - неопределенное поведение), поэтому может произойти все что угодно. Это, как говорится, наиболее вероятное объяснение, почему вы получаете поведение, которое вы видите в вашей конкретной реализации:

Когда вы делаете &x, вы получаете адрес x. Когда вы делаете *ptr = 6, вы записываете 6 в x ячейку памяти. Однако, когда вы делаете cout << x, вы фактически не читаете из области памяти x, потому что ваш компилятор оптимизировал код, заменив x на 5 здесь. Поскольку x - это const, компилятору разрешено это делать, поскольку не существует легальной программы на C ++, в которой это могло бы изменить поведение программы.

Answer 2

Компилятор кэширует x в регистре, поэтому значение в памяти изменяется, но последняя распечатка остается прежней. Проверьте сгенерированную сборку (скомпилируйте с -s).

Answer 3

Прежде всего, это поведение не определено.Тем не менее, вот что, вероятно, происходит:

Когда вы делаете это:

int *ptr = (int *)(&x);

5 хранится по какому-то адресу где-то.Вот почему указатель, кажется, работает правильно.(хотя отбрасывание const по-прежнему не определено)

Однако из-за оптимизации компилятора x = 5 просто вставляется в качестве литерала в конечном операторе печати.Компилятор считает, что это безопасно, потому что объявлено x const.

cout << "But the value of x is still " << x <<endl;

Вот почему вы печатаете исходное значение 5.

Answer 4

Возможно, вы испытываете побочный эффект оптимизации кода, попробуйте запустить тот же код, отключив всю оптимизацию, или проверьте код, сгенерированный asm.Я полагаю, что компилятор повторно использует значение, которое он имеет в некотором реестре, вместе с функцией, поскольку он делает ставку на const, поэтому даже если вы действительно изменяете значение, измененное значение не распространяется должным образом.Причины этого, как заметил Кит в комментах, в том, что вы не уверены в своем поведении.

Answer 5

То, что возвращается из &x, это указатель на const int (то есть int const*).Теперь указатели встроены как удерживающие адрес, но указатели являются не адресами, и ваш пример довольно хорошо показывает, почему: тип указателя, хотя и отсутствует во время выполнения, все еще играет важную роль.

В вашем случае вы отбрасываете const и таким образом лжете компилятору "этот указатель указывает на неконстантное int".Однако компилятор знает из объявления, что значение x не может измениться (оно было объявлено как const), и свободно использует этот факт (и стандарт это позволяет: ваша попытка изменить его с помощью указателя на неконстантное intявляется неопределенным поведением, и поэтому компилятору разрешено делать все что угодно).