C++中mutable与volatile的深入理解

前言

C++中修饰数据可变的关键字有三个：const、volatile和mutable。const比较好理解，表示其修饰的内容不可改变（至少编译期不可改变），而volatile和mutable恰好相反，指示数据总是可变的。mutable和volatile均可以和const搭配使用，但两者在使用上有比较大差别。

下面话不多说了，来一起看看详细的介绍吧

mutable

mutable只能作用在类成员上，指示其数据总是可变的。不能和const 同时修饰一个成员，但能配合使用：const修饰的方法中，mutable修饰的成员数据可以发生改变，除此之外不应该对类/对象带来副作用。

考虑一个mutable的使用场景：呼叫系统中存有司机(Driver)的信息，为了保护司机的隐私，司机对外展现的联系号码每隔五分钟从空闲号码池更新一次。根据需求，Driver类的实现如下伪代码：

class Driver {
private:
...
// real phone number
string phone;
// display phone number
mutable string displayPhone;

public:
string getDisplayPhone() const {
if (needUpdate()) {
lock.lock();
if (needUpdate()) {
updateDisplayPhone(); // displayPhone在这里被改变
}
lock.unlock();
}
return displayPhone;
}
};

在上述代码中，const方法中不允许对常规成员进行变动，但mutable成员不受此限制。对Driver类来说，其固有属性（姓名、年龄、真实手机号等）未发生改变，符合const修饰。mutable让一些随时可变的展示属性能发生改变，达到了灵活编程的目的。

volatile

volatile用于修饰成员或变量，指示其修饰对象可能随时变化，编译器不要对所修饰变量进行优化（缓存），每次取值应该直接读取内存。由于volatile的变化来自运行期，其可以与const一起使用。两者一起使用可能让人费解，如果考虑场景就容易许多：CPU和GPU通过映射公用内存中的同一块，GPU可能随时往共享内存中写数据。对CPU上的程序来说，const修饰变量一直是右值，所以编译通过。但其变量内存中的值在运行期间可能随时在改变，volatile修饰是正确做法。

在多线程环境下，volatile可用作内存同步手段。例如多线程爆破密码：

volatile bool found = false;

void run(string target) {
while (!found) {
// 计算字典口令的哈希
if (target == hash) {
found = true;
break;
}
}
}

在volatile的修饰下，每次循环都会检查内存中的值，达到同步的效果。

需要注意的是，volatile的值可能随时会变，期间会导致非预期的结果。例如下面的例子求平方和：

double square(volatile double a, volatile double b) {
return (a + b) * (a + b);
}

a和b都是随时可变的，所以上述代码中的第一个a + b可能和第二个不同，导致出现非预期的结果。这种情况下，正确做法是将值赋予常规变量，然后再相乘：

double square(volatile double a, volatile double b) {
double c = a + b;
return c * c;
}

一般说来，volatile用在如下的几个地方：

1. 中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile；

2. 多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile；

3. 存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明，因为每次对它的读写都可能有不同意义；

总结

mutable只能用与类变量，不能与const同时使用；在const修饰的方法中，mutable变量数值可以发生改变；
volatile只是运行期变量的值随时可能改变，这种改变即可能来自其他线程，也可能来自外部系统。

好了，以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对我们的支持。

参考

https://en.cppreference.com/w/cpp/language/cv

赞 (0)

相关推荐

  • C++中volatile关键字及常见的误解总结

    前言 近期看到C++标准中对volatile关键字的定义,发现和java的volatile关键字完全不一样,C++的volatile对并发编程基本没有帮助.网上也看到很多关于volatile的误解,于是决定写这篇文章详细解释一下volatile的作用到底是什么. 为什么用volatile? C/C++ 中的 volatile 关键字和 const 对应,用来修饰变量,通常用于建立语言级别的 memory barrier.这是 BS 在 "The C++ Programming Language&

  • c++关键字mutable深入解析

    1.关于mutable关键字先说用法,mutable关键字只能修饰非静态以及非常量成员变量,使用mutable修饰的成员变量在const函数中的值是可以修改的. 比如说下面的代码: 复制代码 代码如下: class Demo{public :    Demo() {}    ~Demo() {}public :   bool getFlag()const     {        m_nAccess++;       return m_bFlag;    }private :   int m_n

  • 深入解析C++中的mutable关键字

    mutalbe的中文意思是"可变的,易变的",跟constant(既C++中的const)是反义词. 在C++中,mutable也是为了突破const的限制而设置的.被mutable修饰的变量,将永远处于可变的状态,即使在一个const函数中. 我们知道,如果类的成员函数不会改变对象的状态,那么这个成员函数一般会声明成const的.但是,有些时候,我们需要在const的函数里面修改一些跟类状态无关的数据成员,那么这个数据成员就应该被mutalbe来修饰. 下面是一个小例子: 复制代码

  • 浅谈C++中的mutable和volatile关键字

    1.mutable 在C++中,mutable是为了突破const的限制而设置的.被mutable修饰的变量,将永远处于可变的状态,即使在一个const函数中,甚至结构体变量或者类对象为const,其mutable成员也可以被修改.mutable在类中只能够修饰非静态数据成员. #include <iostream> using namespace std; class test { mutable int a; int b; public: test(int _a,int _b) :a(_a

  • C++中mutable与volatile的深入理解

    前言 C++中修饰数据可变的关键字有三个:const.volatile和mutable.const比较好理解,表示其修饰的内容不可改变(至少编译期不可改变),而volatile和mutable恰好相反,指示数据总是可变的.mutable和volatile均可以和const搭配使用,但两者在使用上有比较大差别. 下面话不多说了,来一起看看详细的介绍吧 mutable mutable只能作用在类成员上,指示其数据总是可变的.不能和const 同时修饰一个成员,但能配合使用:const修饰的方法中,m

  • C++中const、volatile、mutable使用方法小结

    相信const大家对他并不陌生,可能大家在日常的编写代码当中就会时常用到const,但是剩下的两个关键字不知道我们有 没有使用过volatile和mutable两个关键字其实不算特别常用,但是我们一定要知道这个关键字有什么用,应该怎么用.首 先const的基本操作我曾经写过一篇博客:const的基本使用 现在我要说一个const操作里面比较骚的一些做法, 举个例子我们以前写过的一个类,我们会使用operator[]来返回一个reference的指向,这个一般情况我们都会写一个const的也会写一

  • 聊聊C++的mutable和volatile

    C++中修饰数据可变的关键字有三个:const.volatile和mutable.const比较好理解,表示其修饰的内容不可改变(至少编译期不可改变),而volatile和mutable恰好相反,指示数据总是可变的.mutable和volatile均可以和const搭配使用,但两者在使用上有比较大差别. mutable mutable只能作用在类成员上,指示其数据总是可变的.不能和const 同时修饰一个成员,但能配合使用:const修饰的方法中,mutable修饰的成员数据可以发生改变,除此之

  • 详解C++中mutable的用法

    代码编译运行环境:VS2017+Win32+Debug mutalbe的中文意思是"可变的,易变的",是constant(即C++中的const)的反义词.在C++中,mutable也是为了突破const的限制而设置的,被mutable修饰的变量将永远处于可变的状态. mutable的作用有两点: (1)保持常量对象中大部分数据成员仍然是"只读"的情况下,实现对个别数据成员的修改: (2)使类的const函数可以修改对象的mutable数据成员. 使用mutable

  • 浅谈对Angular中的生命周期钩子的理解

    本文介绍了Angular中的生命周期钩子的理解,分享给大家,希望对大家有所帮助 什么是生命周期钩子 简单点来说生命周期钩子就是Angular中一个组件从被创建当销毁期间的一些有意义的关键时刻.这些关键时刻在Angular中被Angular核心模块 @angular/core 暴露出来,赋予了我们在它们发生时采取行动的能力. 有哪些生命周期钩子 Angular中从一个组件的创建到销毁一个有八个生命周期钩子它们,按照先后顺序.它们分别是: ngOnChanges() ngOnInit() ngDoC

  • java 中Spring task定时任务的深入理解

    java 中Spring task定时任务的深入理解

    java 中Spring task定时任务的深入理解 在工作中有用到spring task作为定时任务的处理,spring通过接口TaskExecutor和TaskScheduler这两个接口的方式为异步定时任务提供了一种抽象.这就意味着spring容许你使用其他的定时任务框架,当然spring自身也提供了一种定时任务的实现:spring task.spring task支持线程池,可以高效处理许多不同的定时任务.同时,spring还支持使用Java自带的Timer定时器和Quartz定时框架.

  • js中json对象和字符串的理解及相互转化操作实现方法

    本文实例讲述了js中json对象和字符串的理解及相互转化操作实现方法.分享给大家供大家参考,具体如下: <script> var str="{'strv':["+ "{'a':'a11'},"+ " {'a':'b222'}"+ " ]}"; //如果放在一行更清楚:var str="{'strv':[{'a':'a11'}, {'a':'b222'} ]}"; var str2=eval('(

  • Linux C中多线程与volatile变量

    Linux C中多线程与volatile变量 volatile 修饰的变量表示改变量的值是易变的,编译器不对其进行优化,访问该变量的时候不会从寄存器读取, 而是直接从内存读取变量. 在多线程环境下,每个线程都有一个独立的寄存器,用于保存当前执行的指令.假设我们定义了一个全局变量,每个线程都会访问这个全局变量,这时候线程的寄存器可能会存储全量变量的当前值用于后续的访问.当某个线程修改了全局变量的值时,系统会立即更新该线程寄存器中对应的值,其他线程并不知道这个全局变量已经修改,可能还是从寄存器中获取

  • php中ob函数缓冲机制深入理解

    下面就php中ob函数缓冲机制通过文字说明加代码分析的形式给大家展示如下: 对于一个刚刚入门的php程序员来说,php缓冲区是几乎透明的.在他们心目中,一个echo print_r 函数,数据便会'嗖'的一声飞到浏览器上,显示出来.我也一直如此单纯地认为. 其实,在技术的世界里,向来都是由简单到复杂,也许那些技术开发者开始单纯如你我,但是面对残酷的现实,不得不调整策略,以期提高机器运行效率,最后想到了那些让我们赞叹的idea. 说到缓冲,也就是buffer,这里必须要和缓存做一下比较,单纯地比较

随机推荐