c++ 理解 volatile ,mutable , const 及 const mutable

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：

class ClxTest
{
　public:
　　void Output() const;
};

void ClxTest::Output() const
{
　cout << "Output for test!" << endl;
}

void OutputTest(const ClxTest& lx)
{
　lx.Output();
}

　　类ClxTest的成员函数Output是用来输出的，不会修改类的状态，所以被声明为const的。

　　函数OutputTest也是用来输出的，里面调用了对象lx的Output输出方法，为了防止在函数中调用其他成员函数修改任何成员变量，所以参数也被const修饰。

　　如果现在，我们要增添一个功能：计算每个对象的输出次数。如果用来计数的变量是普通的变量的话，那么在const成员函数Output里面是不能修改该变量的值的；而该变量跟对象的状态无关，所以应该为了修改该变量而去掉Output的const属性。这个时候，就该我们的mutable出场了——只要用mutalbe来修饰这个变量，所有问题就迎刃而解了。

　　下面是修改过的代码：

class ClxTest
{
　public:
　　sClxTet();
　　~ClxTest();

　　void Output() const;
　　int GetOutputTimes() const;

　private:
　　mutable int m_iTimes;
};

ClxTest::ClxTest()
{
　m_iTimes = 0;
}

ClxTest::~ClxTest()
{}

void ClxTest::Output() const
{
　cout << "Output for test!" << endl;
　m_iTimes++;
}

int ClxTest::GetOutputTimes() const
{
　return m_iTimes;
}

void OutputTest(const ClxTest& lx)
{
　cout << lx.GetOutputTimes() << endl;
　lx.Output();
　cout << lx.GetOutputTimes() << endl;
}

　　计数器m_iTimes被mutable修饰，那么它就可以突破const的限制，在被const修饰的函数里面也能被修改。

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volatile是c/c＋＋中一个鲜为人知的关键字,该关键字告诉编译器不要持有变量的临时拷贝,它可以适用于基础类型

如：int,char,long......也适用于C的结构和C＋＋的类。当对结构或者类对象使用volatile修饰的时候，结构或者类的所有成员都会被视为volatile.使用volatile并不会否定对CRITICAL_SECTION,Mutex,Event等同步对象的需要

例如：

int i;
i = i ＋ 3;
无论如何，总是会有一小段时间，i会被放在一个寄存器中，因为算术运算只能在寄存器中进行。一般来说，volatitle关键字适用于行与行之间，而不是放在行内。

我们先来实现一个简单的函数，来观察一下由编译器产生出来的汇编代码中的不足之处，并观察volatile关键字如何修正这个不足之处。在这个函数体内存在一个busy loop(所谓busy loop也叫做busy waits,是一种高度浪费CPU时间的循环方法)

void getKey(char* pch)
{
while (*pch == 0);
}
当你在VC开发环境中将最优化选项都关闭之后，编译这个程序，将获得以下结果(汇编代码)

; while (*pch == 0)
$L27
; Load the address stored in pch
mov eax, DWORD PTR _pch$[ebp]
; Load the character into the EAX register
movsx eax, BYTE PTR [eax]
; Compare the value to zero
test eax, eax
; If not zero, exit loop
jne $L28
;
jmp $L27
$L28
;}
这段没有优化的代码不断的载入适当的地址，载入地址中的内容，测试结果。效率相当的低，但是结果非常准确现在我们再来看看将编译器的所有最优化选项开关都打开以后，重新编译程序，生成的汇编代码，和上面的代码

比较一下有什么不同

;{
; Load the address stored in pch
mov eax, DWORD PTR _pch$[esp-4]
; Load the character into the AL register
movsx al, BYTE PTR [eax]
; while (*pch == 0)
; Compare the value in the AL register to zero
test al, al
; If still zero, try again
je SHORT $L84
;
;}
从代码的长度就可以看出来，比没有优化的情况要短的多。需要注意的是编译器把MOV指令放到了循环之外。这在单线程中是一个非常好的优化，但是，在多线程应用程序中，如果另一个线程改变了变量的值，则循环永远不会结束。被测试的值永远被放在寄存器中，所以该段代码在多线程的情况下，存在一个巨大的 BUG。解决方法是重新

写一次getKey函数，并把参数pch声明为volatile,代码如下：

void getKey(volatile char* pch)
{
while (*pch == 0) ;
}
这次的修改对于非最优化的版本没有任何影响，下面请看最优化后的结果：

;{
; Load the address stored in pch
mov eax, DWORD PTR _pch$[esp-4]
; while (*pch == 0)
$L84:
; Directly compare the value to zero
cmp BYTE PTR [eax], 0
; If still zero, try again
je SHORT $L84
;
;}
这次的修改结果比较完美，地址不会改变，所以地址声明被移动到循环之外。地址内容是volatile,所以每次循环之中它不断的被重新检查。把一个 const volatile变量作为参数传递给函数是合法的。如此的声明意味着函数不能改变变量的值，但是变量的值却可以被另一个线程在任何时间改变掉。

静态成员函数
静态成员函数没有什么太多好讲的。

1.静态成员函数的地址可用普通函数指针储存，而普通成员函数地址需要用类成员函数指针来储存。举例如下：
class base{
static int func1();
int func2();
};

int (*pf1)()=&base::func1;//普通的函数指针
int (base::*pf2)()=&base::func2;//成员函数指针

2.静态成员函数不可以调用类的非静态成员。因为静态成员函数不含this指针。

3.静态成员函数不可以同时声明为 virtual、const、volatile函数。举例如下：
class base{ www.zzzyk.com
virtual static void func1();//错误
static void func2() const;//错误
static void func3() volatile;//错误
};

最后要说的一点是，静态成员是可以独立访问的，也就是说，无须创建任何对象实例就可以访问。

补充：软件开发 , C++ ,