改变一个值的引用为何原值不变？

如题，代码很简单，一看便知。

环境：win10, vs2019, dev-c++。

该程序旨在测试 cons_cast，预期结果不符后，测试了相关地址，发现是一样的，为何结果不同？

预期结果：

2 2 3 3 3

测试结果：

1 2 1 3 3

代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	const int y1 = 1;
	const int& y2 = y1;
	int& y3 = const_cast<int&>(y1);
	y3 = 2;
	cout << y1 << " ";		// num y1
	cout << y3 << " ";		// num y3

	int& y4 = const_cast<int&>(y2);
	y4 = 3;
	cout << y1 << " ";		// num y1
	cout << y3 << " ";		// num y3
	cout << y4 << endl;		// num y4

	cout << (void*)&y1 << endl;
	cout << (void*)&y2 << endl;
	cout << (void*)&y3 << endl;
	cout << (void*)&y4 << endl;

	return 0;
}

Teternity

2019-11-21

1 回答

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我先总结下你的疑惑：

y1(const) 与 y3 地址相同，修改了 y3 的值，y1 的值却不改变；
y2(const) 与 y4 地址相同，修改了 y4 的值，y2 的值却改变了。

这个问题说来话长（以下内容仅针对 C++ 来说）。

C++ 对 const 变量的处理分很多种情况，定义位置、方式、数据类型等，都会影响。例如你的情况：

const int y1 = 1;	// 编译器会将 y1 放到符号表中，使用 y1 时直接查表取值
const int& y2 = y1;	// 编译器会给 y2 分配内存，与普通变量类似，只是多了 const 修饰符

所以，y3 是不可能影响 y1 的值的。

为了详述以上过程，我用汇编代码来解释一下。在 VS2019 下以 [x86|Debug] 成功编译代码，按 F10 进入调试状态，点菜单 Debug -> Windows -> Disassembly（或按 Alt + 8），查看汇编指令。

定义的区别：

		const int y1 = 1;
00B11838	mov		dword ptr [y1],1
		const int& y2 = y1;
00B1183F	lea		eax,[y1]
00B11842	mov		dword ptr [y2],eax
		int& y3 = const_cast<int&>(y1);
00B11845	lea		eax,[y1]
00B11848	mov		dword ptr [y3],eax
		int& y4 = const_cast<int&>(y2);
00B1184B	mov		eax,dword ptr [y2]
00B1184E	mov		dword ptr [y4],eax

那么问题来了：既然分配了内存，为什么输出 y1 时的值与 y3 不同呢？

因为符号表里面有 y1 啊。还是来看汇编吧（我写了另一段简单的代码）：

		int i;
		i = y1;
003B187B	mov		dword ptr [i],1
		i = y3;
003B1882	mov		eax,dword ptr [y3]
003B1885	mov		ecx,dword ptr [eax]
003B1887	mov		dword ptr [i],ecx

也就是说，使用 y1 的地方，从来都不用 [y1]，而是从符号表里面找到 y1 然后直接使用对应的值。

那么直接使用 [y1] 会怎样呢？

我用汇编实现了一下这个奇怪的需求（我删掉了无关代码）：

#include <stdio.h>

int main()
{
	const int y1 = 1;
	int& y3 = const_cast<int&>(y1);

	y3 = 2;

	int i;

	// 对照：普通赋值
	i = y1;
	printf("i = %d\n", i);

	// 对照：汇编赋值实现 i = y1;
	__asm {
		lea		eax, [y1]
		mov		ecx, dword ptr[eax]
		mov		dword ptr[i], ecx
	}
	printf("i = %d\n", i);

	return 0;
}

输出内容：

i = 1
i = 2

于是，终于输出了内存里 y1 地址的真实值，而不是符号表里面记录的值。

慢羊羊

2019-11-21

多谢村长，只是测试用，一般不会使用，感谢指导－ Teternity 2019-11-22