使用非const指针修改const int的值

本文对使用指针对const的值进行修改进行探讨。环境为ubuntu16.04，使用的编译环境如下

初始化

在C/C++中，const 变量的值需要在声明时便进行赋值，否则在编译时便会报错。

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    const int a;
    a = 10;
    return 0;
}

const指针

对于指向const变量类型的指针，在声明时，也需要声明为const类型的指针。

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    const int a = 10;
    int *p = &a;
    return 0;
}

修改程序正确后，可以正确的输出a的地址，a的值，p和*p;

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    const int a = 10;
    const int *p = &a;
    cout << "&a = " << &a << " a = " << a << endl;
    cout << "p = " << p << " *p = " << *p << endl;
    return 0;
}

使用const指针修改a的值

接下来，我们尝试使用指针p修改a的值。

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    const int a = 10;
    const int *p = &a;
    *p = 20;
    cout << "&a = " << &a << " a = " << a << endl;
    cout << "p = " << p << " *p = " << *p << endl;
    return 0;
}

可以看到，当我们尝试使用const指针p尝试修改a的值时，在编译过程中会提示出错。

引入非const指针

既然使用const指针无法修改a的值，那么使用非const指针能否改变a的值呢。

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    const int a = 10;
    const int *p = &a;
    int *q = const_cast<int*>(p);
    *q = 20;
    cout << "&a = " << &a << " a = " << a << endl;
    cout << "p = " << p << " *p = " << *p << endl;
    cout << "q = " << q << " *q = " << *q << endl;
    return 0;
}

当我们将程序改为上面的样子之后，尝试进行编译，发现编译成功，然后运行程序，可以看到如下的输出。

从结果可以看到，*p和*q的值确实发现了改变，但是a的值仍然是不变的。而且，我们看到，从输出中，p和q确实是指向了变量a的地址。
这证明使用非const指针确实修改了改地址中的值，但是为什么a的值仍然不变呢？

结论

经过查找各种资料，最后看到一种结论认为比较可靠(有人说时const_cast的问题，但个人认为下面的说法更好一点)
1. const全局变量存储在全局存储空间，其值只有可读属性，不能修改；
2. const局部变量存储在堆栈中，可通过指针修改其值；
3. const变量在预处理是处理，编译器只对其值读取一次。

也就是说，在编译时，编译器对a进行一次读取，然后将其视为一个常量，每次出现a时，便用改常亮进行替代。(个人理解)
在上述的结论中，提及到const变量在局部与全局间有区别。因此，对全局情况进行验证。将const int a = 10;移动到全局部分，然后编译运行。

#include <iostream>

using namespace std;

const int a = 10;
int main() {
    const int *p = &a;
    int *q = const_cast<int*>(p);
    *q = 20;
    cout << "&a = " << &a << " a = " << a << endl;
    cout << "p = " << p << " *p = " << *p << endl;
    cout << "q = " << q << " *q = " << *q << endl;
    return 0;
}

从上图看到，编译时是没有错误的，但是运行程序时，出现了段错误。

以上内容为个人理解，如有错误，欢迎指出讨论。