C++中const 、static、 static const和const static的初始化以及修改问题(4)

作者在 2014-06-12 00:30:36 发布以下内容

二、conststaticstatic constconst static常量(变量)值的修改

本节讨论主要参考自:http://blog.csdn.net/taotaotheripper/article/details/23712253

不能修改的

全局的const 、任意地方的static const不能修改。

原因:无论是否是静态,两者都是常量,显然不能通过简单的再赋值操作,即类似

static const int a=1;

a=2;

的方式修改。

那么在下能想到的办法只有通过指针来修改了。

对于全局的const 、任意地方的static const,不分配内存,但一旦取地址(或是函数中return,或是将const声明为extern const,都将导致分配内存),那么在哪儿分配呢?是在常量存储区,这一区域的特点是只读,当然不能通过指针修改。例如在外部(类外、函数外的全局)写:

const int a=1

static const int b=1;

main函数中写

int*pa=const_cast<int*>(&a);//见注释⑤

 *pa=111;   //1               

int*pa=const_cast<int*>(&a);

*pa=111;//2

编译可通过,但出现运行时错误,最终可见类似 

jing_tai_cheng_yuan.exe 中的 0x0106162b 处有未经处理的异常: 0xC0000005: 写入位置 0x01067830 时发生访问冲突

这样的报错。即访问非法内存,错误指向(1)、(2)两句。因为如前所说,取地址后,a被分到了只读的常量区。

.其它情况下的const值的修改

先看这个例子:

#include<iostream>

using namespace std;

class Chang_liang

{

public:

   

    Chang_liang(int az):a(az)

    {

        int*pa=const_cast<int*>(&a);

        *pa=111;

        cout<<"类的数据成员:"<<endl;

        cout<<"a="<<a<<endl;

        cout<<"*pa="<<*pa<<endl;

        cout<<"a的地址:"<<&a<<endl;

        cout<<"*pa的地址:"<<pa<<endl;

    }

    void ce_shi()

    {

        const int b=1;

        int*pb=const_cast<int*>(&b);

        *pb=111;

        cout<<"类内函数中:"<<endl;

        cout<<"b="<<b<<endl;

        cout<<"*pb="<<*pb<<endl;

        cout<<"b的地址:"<<&b<<endl;

        cout<<"*pb的地址:"<<pb<<endl;

    }

private:

        const int a;

};

void lei_wai()

{      

    const int c=1;

    int*pc=const_cast<int*>(&c);

    *pc=111;

    cout<<"类外普通函数中:"<<endl;

    cout<<"c="<<c<<endl;

    cout<<"*pc="<<*pc<<endl;

    cout<<"c的地址:"<<&c<<endl;

    cout<<"*pc的地址:"<<pc<<endl;

}

void main()

{

    const int d=1;

    int*pd=const_cast<int*>(&d);

    *pd=111;

    Chang_liang obj(1);

    obj.ce_shi();

    lei_wai();

    cout<<"main函数中:"<<endl;

    cout<<"d="<<d<<endl;

    cout<<"*pd="<<*pd<<endl;

    cout<<"d的地址:"<<&d<<endl;

    cout<<"*pd的地址:"<<pd<<endl;

}

运行结果:

类的数据成员:

a=111

*pa=111

a的地址:010BFA74

*pa的地址:010BFA74

类内函数中:

b=1

*pb=111

b的地址:010BF988

*pb的地址:010BF988

类外普通函数中:

c=1

*pc=11

c的地址:010BF994

*pc的地址:010BF994

main函数中:

d=1

*pd=11

d的地址:010BFA8C

*pd的地址:010BFA8C

我们可以看到,运行没有问题,指针指向的地址与数据指向的地址是一样的,指针指向的区域(也就是数据所在地址的内容)确实被修改了,(关于这一点,请看大神文章:http://www.360doc.com/content/12/0824/20/8093902_232153101.shtml )但bcd的输出仍然是1!这就涉及到所谓的“常量折叠”的问题。即在函数(从上例可见无论什么函数)中定义的const常量,在程序编译期间就直接替换成具体的数(如将b换成1),放到符号表中,以后凡是用到b的地方,直接用1代替,根本不经过读内存操作,所以,哪怕

b取地址使编译器为b分配了内存,运行时b所在地址的内容确实改变了,但cout<<b就是cout<<1,这在编译期间就决定好了!正因为如此,才体现了const的含义。那么,类中的数据成员const a为什么就被修改了呢?前边说过,类的数据成员const int bint a的区别仅在于在一个具体的对象中,b不能改变(当然也有办法改,比如本例)而a可以改变。在实例化对象时,b并不进行常量折叠,而是和a一样在栈区分配内存,所以通过指针修改它是可以的。

.static值的修改

static修饰的变量,虽然是静态的,但毕竟是变量,满足变量的特征,(conststatic const是常量,具有常量特征)存储在静态(全局)存储区(无论是静态全局变量还是静态局部变量)。所以,对static变量的值的修改,通过再赋值操作就可以了[无论什么地方(类的数据成员,各种函数中,全局)的static]。例如a=111;(a为已经初始化为1 static int),则a被改成111,修改方法和道理与修改int a是一样的。变量的修改没有什么讨论的意义和价值,在此不再多说,也不给出示例代码。有疑问的读者,可以自己编程验证。

由于本文中多次涉及到C++的内存分配问题,所以在注释⑥中给出C++内存分配的简介,以供读者学习参考。

至此,本人的这篇文章就结束了,写得比较乱,比较杂,为此在此想读者致歉。由于本人水平有限,错误疏漏之处在所难免,希望各位读者批评指正,不吝赐教,本人将不胜感激!

谢谢!

注释①:关于extren,分两种情况简单说明:

1)在同一文件中

……

extern const  int  b;//告诉编译器b将会在后面定义,否则,去掉extern, int str[b];出现error

int str[b];//数组str

……

const  int  b=1;

2)在同一工程下的不同文件中

//file1.cpp                  //file2cpp.

extern const int b;             const int b;

int str[b];

编译时,遇到extern const int b;,先在本文件(file1)中找有无定义的外部变量b,若有,则将其作用域扩展到本行开始,若无,则在连接时从其它文件中找有无外部变量,若有,则将另一文件(file2)中定义的外部变量变得作用域扩展到本文件。

注释

对象的大小只与数据成员有关,成员函数放在代码区,相信学过C++的人都知道,当然,若有虚函数(无论一个或多个),对象的大小多出一个4字节的指针(该指针指向一,这不是本文讨论重点,不详述,有疑问的读者,相信您可以通过查书或百度解决

注释③ 

      静态全局变量与静态局部变量相比,两者都储存在静态(全局)数据区,且始终驻留在该区域,直至程序结束。所不同的是作用域不同,静态全局变量的作用域是本文件,而对静态局部变量而言,当定义它的函数或语句块结束时,其作用域随之结束,尽管它还驻留在静态(全局)数据区。

注释④

无论是static conat还是const static,初始化时const都不能省,static都不能加,省constab下下划线报错,类似于:Error:声明与“constfloatMclass::a(已声明,

所在行数:15)不兼容

注释⑤

const int* 型指针强制转换成int*型,否则会因类型不兼容而不能编译通过,const_castC++标准转换运算符,该句相当于C中的int* pa=(int *)(&a);可能有人要问,为什么非要强制转换呢,写成const int* pa=&a;不就行了?要知道,是不能通过const修饰的指针来改变该指针指向的值的,比如真的写成const int* pa=&a;那么* pa=111;一句中*下下划线报错:Error:表达式必须是可修改的左值。

注释⑥

C++中,内存分成5个区,他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。

  栈,就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清楚的变量的存储区。

里面的变量通常是局部变量、函数参数等。 相关代码执行时创建,执行结束时被自动释放。

  堆,就是那些由new分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。

  自由存储区,就是那些由malloc等分配的内存块,他和堆是十分相似的,不过它是用free来结束自己的生命的。

  全局/静态存储区,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中,

全局变量又分为初始化的和未初始化的,在C++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。

此时的内存在程序编译的时候已经分配好,并且在程序的整个运行期间都存在。全局变量,static变量等在此存储。

  常量存储区,这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改

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