C++ — const volatile mutable的用法

梦里梦外; 2022-06-08 05:37 192阅读 0赞

# const volatile mutable 的用法    #

# \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ #

相信const大家对他并不陌生，可能大家在日常的编写代码当中就会时常用到const，但是剩下的两个关键字 不知道我们有

没 有 使用 过volatile和mutable两个关键字其实不算特别常用，但是我们一定要知道这个关键字 有什么用，应该怎么用.首

先con st的基本操作我曾经写过一篇博客: **[const的基本使用][const]**

现在我要说一个const操作里面比较骚的一些做法,

举个例子我们以前写过的一个类，我们会使用operator\[\]来返回一个reference的指向,这个一般情况我们都会写一个

const的也会写一个非const的opeartor\[\].这是我们最常见的一个代码：

T& operator[](int position)   
    {  
        return xxx[position];  
    }  
    const T& operator[](int position) const  
    {  
        return xxx[position];  
    }

这是我们平时写的初级的代码，但是现在当我们要写一个TextBlock内的opeartor\[\]不单只返回一个referencr了

，也可能执行边界检查，日志访问信息，还有什么数据完善性检验等等一大堆繁琐的代码，这个时候当你实现

operator\[\] const和 operator\[\]() const,的时候两份代码大部分都一样，这里伴随的是代码重复，编译时间变长，

维护代码膨胀等等头疼 的问题. 当然啦，你可以让 上述那些繁琐的函数全部封装的别的函数中，然后分别在

operator\[\]()和operator\[\]()co nst当中调用但是你还说重复了一些代码 比如两次return语句，函数调用.真正该做

的是实现operator\[\]的机能一次并使用它两次。也就是你只需要写一个函数，令另外一个调用这个，这促使我 们将

常 量性 转移. 接下来 见证奇迹我们来看看下面这个代码是怎么实现的上述的操作的：

class TextBlock  
    {  
    public:  
        ...  
        const char& operator[](std::size_t position) const  
        {  
            ...  
            ...  
            ...  
            return text[position];  
        }  
      
        char& operator[](std::size_t position)  
        {  
            return const_cast<char&>(static_cast<const TextBlock&>(*this)[position]);  
        }  
    };

来仔细看这个操作;return const\_cast<char&>(static\_cast<const TextBlock&>(\*this)\[position\]);

首先把\*this强制转换为const TextBlock，再然后调用const的operator\[\]，最后再把const的operator\[\]的返回值的

const常量性取消，然后返回一个非const的值. 这里的调用实在是太妙了，我们可以思考一下，好好想想这里的深意.

但是会有人说，为什么不用const operator\[\]调用operator\[\]呢，这样强制两个都可以行的通啊.这样想是错的！

令const版本调用调用no-const版本以避免重复并不是你该做的事情. 记住const所修饰函数的承诺就是我绝对不会修

改你 ，no-const函数可没有这种承诺，所以你让一个const函数去调用一个no-const函数是不现实的. over

其实const有很多可以玩的属性，只要我们想到就可以去实现，这里就说这么一个就ok. 接下来我们来瞧瞧另外两个

关键字.

# mutable #

———————————————————————————————————————

其实呢，这个关键字的作用就是mutalbe的中文意思是“可变的，易变的”，跟constant是反义词就是我们上边说的

const在C++中，mutable也是为了突破const的限制而设置的。被mutable修饰的变量(mutable只能由于修饰类的

非静态数据成员)，将永远处于可变的状态，即使在一个const函数中。

实际运用起来也非常容易，就是你想改变的元素被const修饰了，你就往它前面加上mutable那么你就无敌了..

我就举一个最简单的例子,我定一个AA类，我在AA类中定义一个MT()函数，该函数属性为const属性，再然后我

想在MT()函数中添加该函数执行多少次时，程序编不过去了. 因为const修饰的函数里面的所有值都不能修改.

代码举例:

class AA
    {
    public:
    	void MT() const
    	{
    		i++;
    		cout << "hehe";
    		cout << "执行了" << i << "次该程序";
    	}
    
    private:
    	int i = 0;
    };

但是这样编不过去啊，因为MT()函数为const函数,所以不能修改i的值，但是如果我在这里使用mutable关键字的

话，现在我们把i加上mutable关键字，这样它永远就是一个可变的了. 来我们加上去试一试,

class AA
    {
    public:
    	void MT() const
    	{
    		i++;
    		cout << "hehe" << "   ";
    		cout << "执行了" << i << "次该程序" << endl;;
    	}
    
    private:
    	mutable int i = 0;
    };
    
    int main()
    {
    	AA a;
    	a.MT();
    	a.MT();
    	a.MT();
    	a.MT();
    	return 0;
    }

运行结果:

![20170916145409793][]

这就是mutable的最简单的一个应用，以后可以根据需求来使用~

# volatile #

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地

说就是，优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保存在寄存器里的备份。下

面是volatile变量的几个例子：

1.并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器

2.一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)

3.多线程应用中被几个任务共享的变量

看下面例题:

int square(volatile int *ptr)
    {
        return *ptr * *ptr;
    }

**这个程序有什么问题吗? 如果我们不去关心volatile关键字的话，那么这个程序你怎么看都会觉得没多大问题.但是这里**

**面问题大这ne， 首先参数声明为volatile就是表明\*ptr可能会随时改变.上述代码运行时，编译器可能产生这样的代码:**

int square(volatile int *ptr)
    {
        int a,b;
        a = *ptr;
        b = *ptr;
        return a * b;
    }

因为你的\*ptr是随时都可以意想不到的变化，所以有可能a\*b的时候，a b的值不相同. 这样你就得到一个错误的结果

改正后的程序:

int square(volatile int *ptr)
    {
        int a;
        a = *ptr;
        return a * a;
    }

第二个问题，看如下代码：

#include<iostream>  
    #include<Windows.h>  
    #include<assert.h>  
      
    using namespace std;  
      
    int main()  
    {  
        const int a = 2;  
        int *p = const_cast<int*>(&a);  
        *p = 3;  
        cout << a << endl;  
        system("pause");  
        return 0;  
    }

我们有理由的认为在内存当中a的值被修改为3，但是结果呢？ 我们来看一看

![20170909145141952][]

这不科学啊？？ 我们再打开监视窗口看一下a的值.

![20170909145310985][]

我们都知道监视窗口看到的都是从内存当中拿到的，但是为什么内存当中为3，打印出来就是2呢？ 我来解释一下.

C++编译器具有优化功能，当你定一个const的常量的时候，系统觉得它不会被改变了，于是做一个优化把该常量存到寄

存器当中，下次访问的过程更快速一点. 所以当显示窗口读取数据的时候，他会直接去寄存器当中读取数据.而不是去

内存，所以导致我们明明该掉了a的值，却打印不出来.

这个时候该我们的volatile出马了，往i前面加一个volatile之后就会解决这个问题，来看结果：

![20170916151310036][]

[const]: http://blog.csdn.net/dawn_sf/article/details/54693017
[20170916145409793]: /images/20220608/4fac393f3bc344bc99f4f029251cc944.png
[20170909145141952]: /images/20220608/0a3213b99985443c9e0ffd4ade269611.png
[20170909145310985]: /images/20220608/72ee71704c474138924631b0ce5863b3.png
[20170916151310036]: /images/20220608/e50c0cb41821469bb4d674c8d44837c5.png