cv （const 和 volatile）类型限定符
出现在任何类型说明符中，包括 声明语法 的 decl-specifier-seq，用于指定被声明对象或被命名类型的常量性或易变性。
- const - 定义类型为*常量*。
- volatile - 定义类型为*易变的*。
内容 |
[编辑] 说明
任何（可能是 不完整 的）类型，除了 函数类型 或 引用类型，都是以下四种不同但相关的类型组中的一种类型
- 一个 *cv-非限定* 版本。
- 一个 *const-限定* 版本。
- 一个 *volatile-限定* 版本。
- 一个 *const-volatile-限定* 版本。
数组类型 被认为与其元素类型具有相同的 cv-限定。
[编辑] 常量和易变对象
首次创建对象时，使用的 cv-限定符（可以是 声明 中 decl-specifier-seq 或 声明符 的一部分，或 new 表达式 中 type-id 的一部分）决定对象的常量性或易变性，如下所示
- 一个 *常量对象* 是
- 一个类型为 const-限定的对象，或
- 一个常量对象的非 可变 子对象。
- 此类对象无法修改：尝试直接修改是编译时错误，而尝试间接修改（例如，通过引用或指向非常量类型的指针修改常量对象）会导致未定义行为。
- 一个 *易变对象* 是
- 一个类型为 volatile-限定的对象，
- 一个易变对象的子对象，或
- 一个 const-volatile 对象的 可变 子对象。
- 通过 volatile-限定类型的左值表达式进行的每次访问（读取或写入操作、成员函数调用等）都被视为 优化目的 的可见副作用（也就是说，在单个执行线程中，volatile 访问不能被优化掉，也不能与在 volatile 访问之前或之后 排序 的另一个可见副作用重新排序。这使得 volatile 对象适合与 信号处理程序 通信，但不适合与另一个执行线程通信，请参阅 std::memory_order）。任何尝试通过非常量类型的 左值 访问 volatile 对象（例如，通过引用或指向非常量类型的指针）都会导致未定义行为。
- 一个 *const volatile 对象* 是
- 同时表现为常量对象和易变对象。
每个 cv-限定符（const 和 volatile）在任何 cv-限定符序列中最多只能出现一次。例如，const const 和 volatile const volatile 不是有效的 cv-限定符序列。
[编辑] mutable 说明符
- mutable - 允许修改声明为 mutable 的类成员，即使包含对象声明为 const（即，类成员是可变的）。
可以出现在非常量非引用类型的非静态 类成员 的声明中
class X { mutable const int* p; // OK mutable int* const q; // ill-formed mutable int& r; // ill-formed };
mutable 用于指定成员不影响类的外部可见状态（通常用于互斥量、备忘录缓存、惰性求值和访问检测）。
class ThreadsafeCounter { mutable std::mutex m; // The "M&M rule": mutable and mutex go together int data = 0; public: int get() const { std::lock_guard<std::mutex> lk(m); return data; } void inc() { std::lock_guard<std::mutex> lk(m); ++data; } };
[编辑] 转换
cv-限定符之间存在部分排序，按限制增加的顺序排列。可以说类型比以下类型 *更* 或 *更少* cv-限定：
- *非限定* < const
- *非限定* < volatile
- *非限定* < const volatile
- const < const volatile
- volatile < const volatile
对 cv-限定类型的引用和指针可以隐式转换为对更多 cv-限定类型的引用和指针，有关详细信息，请参阅 限定转换。
要将对 cv-限定类型的引用或指针转换为对更少 cv-限定类型的引用或指针，必须使用 const_cast。
[编辑] 注意
在非局部、非易失性、非模板（自 C++14 起）非内联（自 C++17 起） 变量的声明中使用 const 限定符，并且该变量未声明为 extern，则会赋予其内部链接。这与 C 语言不同，在 C 语言中，const 文件作用域变量具有外部链接。
C++ 语言语法将 mutable 视为存储类说明符，而不是类型限定符，但它不影响存储类或链接。
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volatile 的某些用法已被弃用 |
（自 C++20 起） |
[编辑] 关键字
[编辑] 示例
#include <cstdlib> int main() { int n1 = 0; // non-const object const int n2 = 0; // const object int const n3 = 0; // const object (same as n2) volatile int n4 = 0; // volatile object const struct { int n1; mutable int n2; } x = {0, 0}; // const object with mutable member n1 = 1; // OK: modifiable object // n2 = 2; // error: non-modifiable object n4 = 3; // OK: treated as a side-effect // x.n1 = 4; // error: member of a const object is const x.n2 = 4; // OK: mutable member of a const object isn't const const int& r1 = n1; // reference to const bound to non-const object // r1 = 2; // error: attempt to modify through reference to const const_cast<int&>(r1) = 2; // OK: modifies non-const object n1 const int& r2 = n2; // reference to const bound to const object // r2 = 2; // error: attempt to modify through reference to const // const_cast<int&>(r2) = 2; // undefined behavior: attempt to modify const object n2 [](...){}(n3, n4, x, r2); // see also: [[maybe_unused]] std::system("g++ -O3 -Wa,-adhln ./main.cpp"); // may issue asm on POSIX systems }
可能的输出
# typical machine code produced on an x86_64 platform
# (only the code that contributes to observable side-effects is emitted)
main:
movl $0, -4(%rsp) # volatile int n4 = 0;
movl $3, -4(%rsp) # n4 = 3;
xorl %eax, %eax # return 0 (implicit)
ret[编辑] 缺陷报告
以下行为更改缺陷报告已追溯应用于以前发布的 C++ 标准。
| 缺陷报告 | 应用于 | 发布时的行为 | 正确行为 |
|---|---|---|---|
| CWG 1428 | C++98 | “const 对象”的定义基于声明 | 基于对象类型 |
| CWG 1528 | C++98 | 对同一 cv 限定符序列中每个 cv 限定符的出现次数没有要求 |
每个 cv 限定符最多出现一次 |
| CWG 1799 | C++98 | mutable 可以应用于未声明为 const 的数据成员，但成员的类型仍然可以是 const 限定的 |
不能将 mutable 应用于 const 限定类型的数据成员 |
[编辑] 另请参阅
| C 文档，了解 const 限定符
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| C 文档，了解 volatile 限定符
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