Почему const_cast удаляет constness для указателя, но не для указателя на const?

Question

Я это понимаю const_cast работает с указателями и ссылками.

Я предполагаю, что вклад в const_cast должен быть указатель или ссылка. Я хочу знать, почему он не удаляет константность, если вход является указателем / ссылкой на const int?

Следующий код работает как положено.

1. const_cast с многоуровневыми указателями

   int main()
   {
       using std::cout;
       #define endl '\n'
       const int * ip = new int(123);
       const int * ptr = ip;
       *const_cast<int*>(ptr) = 321;
       cout << "*ip: " << *ip << endl;  // value of *ip is changed to 321
   }
   

   Но когда я пытаюсь указатель на const int или ссылка на const int значение не меняется.

2. const_cast со ссылкой на const int

   int main()
   {
       using std::cout;
       #define endl '\n'
       const int i = 123;
       const int & ri = i;
       const_cast<int&>(ri) = 321;
       cout << "i: " << i << endl;  // value in 'i' is 123
   }
   

3. const_cast с указателем на const int

   int main()
   {
       using std::cout;
       #define endl '\n'
       const int i = 123;
       const int * ri = &i;
       *const_cast<int*>(ri) = 321;
       cout << "i: " << i << endl;  // value in 'i' is 123
   }
   

(1) работает, как ожидалось, но я не могу понять, почему (2) и (3) не работают так, как я думаю, хотя вклад в const_cast это указатель / ссылка

Пожалуйста, помогите мне понять философию этого. Благодарю.

Answer 1

Есть два вида постоянства.

Константность объекта является неотъемлемым свойством объекта. Это не может быть изменено.

Подумайте о странице в печатной книге. Это может быть просмотрено как строка символов, и это не может быть изменено. Он говорит то, что говорит, и все тут. Так что это const string,

Теперь подумайте о доске. На нем может быть что-то написано. Вы можете стереть это и написать что-то еще. Таким образом, доска неконстантна string,

Другой вид константности - это указатель и эталонная константность. Эта константность не является неотъемлемым свойством указанного объекта, но является разрешением. Он говорит, что вы не можете изменять объект через этот указатель. В нем ничего не говорится о том, можно ли изменить сам объект.

Поэтому, если у вас есть константный указатель, вы не обязательно знаете, на что он действительно указывает. Может быть, это страница книги. Может быть, это доска. Указатель не говорит.

Теперь, если вы как-то знаете, что это действительно доска, вы можете быть противным и требовать разрешения, чтобы пойти дальше и изменить то, что написано на нем. Это то, что делает const_cast. Это дает вам разрешение на что-то сделать.

Что произойдет, если вам потребуется разрешение на изменение строки, и она окажется печатной страницей? Вы получаете свое разрешение, вы идете и стираете это... и... Что именно происходит, не определено. Возможно, ничего вообще. Возможно, отпечаток размазан, и вы не можете ни распознать оригинальную строку, ни написать что-либо сверху. Возможно, ваш мир взрывается на мелкие кусочки. Вы можете попробовать и увидеть, но нет никакой гарантии, что то же самое случится завтра.

Answer 2

(2) и (3) имеет тот же принцип, поэтому я буду говорить только о (2).

Линия

const_cast<int&>(ri) = 321;

имеет неопределенное поведение.

Вы не можете изменить const объект в соответствии со стандартом, даже не с const_cast, Если вы удалите const из указателя / ссылки и изменить указанный / указанный объект, указанный / указанный объект не должен быть объявлен как const на первом месте.

const_cast должен использоваться только, когда у вас есть постоянный указатель на что-то по какой-то причине, и вы знаете, что что-то не объявлено как const,

Answer 3

Изменение константы через const_cast является неопределенным поведением.

Компилятор видит, что вы пытаетесь вывести постоянную переменную, знает, что она никогда не изменится, поэтому компилирует:

cout << "i: " << i << endl;

чтобы:

cout << "i: " << 123 << endl;

см.: https://godbolt.org/z/bYb0mx. С включенной оптимизацией он оптимизирует ваш код до печати 123: https://godbolt.org/z/4Ttlmj.

В конечном счете, компиляторы делают предположения для создания более быстрого / меньшего кода, если вы вводите области неопределенного поведения, некоторые из этих предположений могут быть неверными и приводить к неожиданным результатам.