修改const int時gcc -O2標志會產生影響

Question

我知道在C中我們可以通過指針修改'const int'。 但是在編譯程序時我在gcc中啟用了'-O2'標志，並且const int無法修改該值，所以只想知道gcc優化標志如何影響修改'const int'。

這是示例應用程序test.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int ac, char *av[])
{
        const int i = 888;
        printf("i is %d \n", i);
        int *iPtr = &i;
        *iPtr = 100;
        printf("i is %d \n", i);
        return 0;
}

gcc -Wall -g -o test test.c
./test
i is 888 
i is 100

gcc -Wall -g -O2 -o test test.c
i is 888 
i is 888

這種好奇心讓我寫下這個問題。

Answer 1

修改聲明為const的變量是未定義的行為。 未定義的行為是......未定義的; 換句話說，編譯器可以做任何事情， 包括假設未實際發生未定義的行為。

在這種情況下，編譯器可以通過假設它永遠不會改變來優化對const int i的訪問; 允許編譯器在對printf的調用中插入i的已知初始值。 事實上，它可以預先計算在編譯時輸出的字符串，因為它知道printf應該做什么。

你可以通過指針繞過const聲明，這是不正確的。 如果變量最初聲明為const ，則嘗試修改它無效。 你可以做的是創建一個指向可變變量的const指針，然后通過將其拋棄來繞過指針的const 。 由於原始變量不是const ，這是合法的（雖然通常不是一個好主意。）

（強制性標准參考：§6.7.3/ 6：“如果嘗試通過使用具有非const限定類型的左值來修改使用const限定類型定義的對象，則行為是未定義的。”）

Answer 2

我知道在C中我們可以通過指針修改'const int'。

不，那是錯的。 C語言標准明確指出修改const對象是“未定義的行為”。 這意味着任何事情都可能發生 - 代碼可能會成功，它可能會崩潰，它可能會破壞你的硬盤，或讓惡魔飛出你的鼻子。 所有這些行為都被認為是合法的。 因此，行為根據編譯器的優化級別而變化的事實也是完全合法的。

任何有價值的編譯器都會警告你這件事。 使用默認的編譯器選項，GCC在我嘗試編譯代碼時有用地告訴我：

$ gcc test.c
test.c: In function 'main':
test.c:8:21: warning: initialization discards 'const' qualifier from pointer target type [enabled by default]

Clang類似：

$ clang test.c
test.c:8:14: warning: initializing 'int *' with an expression of type
      'const int *' discards qualifiers
      [-Wincompatible-pointer-types-discards-qualifiers]
        int *iPtr = &i;
             ^      ~~

Answer 3

此行是違反約束 ：

int *iPtr = &i;

&i的類型是const int * 。 當前C標准（“簡單分配”）的6.5.16.1/1部分涵蓋了代碼的行為，其中列出了賦值的約束。

這些約束的一部分是左操作數不允許指向非限定類型的指針，而右操作數是指向限定類型​​的指針。

如果編譯器在標准兼容模式下運行，則必須提供診斷消息。 它可能無法生成可執行文件。 如果編譯器繼續執行任何其他操作，則標准不再涵蓋該行為。 （換句話說，該程序具有完整的未定義行為）。

NB。 其他答案提到“修改const對象”，但是這與在任何修改對象的嘗試之前發生約束違規無關; 並且在違反約束后所有投注均已關閉。