C++学习笔记————常量折叠
之前在学习C++类型转换的内容时,涉及到了 const 关键字,在写代码测试时发现一个现象:
const int i = 1;
int *j = (int *)&i;
*j = 2;
cout << &i << endl;
cout << j << endl;
cout << i << endl;
cout << *j << endl;
运行结果:
本意是测试 const 类型的值是否可以被修改,但是运行后发现 const int 型的 i 的地址与 int 型指针 j 指向的地址相同,但是分别输出 i 和 j 指向内存中的值时结果却不同。
后学习到,这是 C++ 相比于 C 的一项特性,常量折叠。
const常量与宏:
const 常量与宏相似但又完全不同。
#define Mydef 111
const int i = 222;
int s = Mydef;
int j = i;
cout << s << endl;
cout << i << endl;
对于宏定义 Mydef 我们知道,宏就是在预编译阶段的一个字符替换,在代码的被编译前,代码中所有用到宏的地方都被替换为设定好的值,也就是说,在编译的时候,①代码已经替换变成了②代码了。
int s = Mydef; //①
int s = 111; //②
而常量折叠在表现层面上与宏差不多,也是在预编译时进行替换,等于是在编译时,下面的代码也如上面的宏一样被替换了。
int j = i;
int j = 222;
从表现上看常量折叠好像和宏差不多,但是实际差别很大。
因为 const 常量在预编译阶段进行替换后,常量还是会被放入程序编译时的符号表内。符号表是代码编译时生成的一个Hash表,用于存储代码中的变量,函数调用等相关信息。
上面的 const int i 在给 j 初始化和 cout 输出流中被替换为整型数字222后,i 被放入符号表,符号表中会存放 i 的编译符号,存储位置,数值内容等信息,同时,常量 i 在内存中是存放在栈(stack)区的。
所以这就导致了上面,对 i 进行寻址得到结果与 j 相同,但输出时 i 和 *j 的值不同的结果。
需要注意的是,用 gcc 编译器做上面的测试,输出结果是:
j
因为C语言没有C++的常量折叠机制,C语言中的 const 常量类似C++中的 volatile const 类型,即每次使用时都会去内存里取值而非在预编译时替换。
附网上找到的简略的内存分配:
int a = 0; //全局初始化区
char *p1; //全局未初始化区
main()
{
int b; //栈
char s[] = "abc";// 栈
char *p2;// 栈
char *p3 = "123456";// 123456\0在常量区,p3在栈上。
static int c =0; //全局(静态)初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
//分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); //123456\0放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
}