mutable關(guān)鍵字

    關(guān)鍵字mutable是C＋＋中一個(gè)不常用的關(guān)鍵字,他只能用于類的非靜態(tài)和非常量數(shù)據(jù)成員我們知道一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)由該對(duì)象的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員決定,所以隨著數(shù)據(jù)成員的改變,對(duì)像的狀態(tài)也會(huì)隨之發(fā)生變化!

如果一個(gè)類的成員函數(shù)被聲明為const類型,表示該函數(shù)不會(huì)改變對(duì)象的狀態(tài),也就是該函數(shù)不會(huì)修改類的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員.但是有些時(shí)候需要在該類函數(shù)中對(duì)類的數(shù)據(jù)成員進(jìn)行賦值.這個(gè)時(shí)候就需要用到mutable關(guān)鍵字了

例如:

 1class Demo
 2{
 3public:
 4    Demo(){}
 5    ~Demo(){}
 6public:
 7    bool getFlag() const
 8    {
 9        m_nAccess＋＋;
10        return m_bFlag;
11    }
12private:
13    int  m_nAccess;
14    bool m_bFlag;
15};
16
17int main()
18{
19    return 0;
20}
21

編譯上面的代碼會(huì)出現(xiàn) error C2166: l-value specifies const object的錯(cuò)誤說(shuō)明在const類型的函數(shù)中改變了類的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員.這個(gè)時(shí)候需要使用mutable來(lái)修飾一下要在const成員函數(shù)中改變的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員

m_nAccess,代碼如下:

 1class Demo
 2{
 3public:
 4    Demo(){}
 5    ~Demo(){}
 6public:
 7    bool getFlag() const
 8    {
 9        m_nAccess＋＋;
10        return m_bFlag;
11    }
12private:
13    mutable int  m_nAccess;
14    bool m_bFlag;
15};
16
17int main()
18{
19    return 0;
20}
21

這樣再重新編譯的時(shí)候就不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤了!

volatile關(guān)鍵字

volatile是c/c＋＋中一個(gè)鮮為人知的關(guān)鍵字,該關(guān)鍵字告訴編譯器不要持有變量的臨時(shí)拷貝,它可以適用于基礎(chǔ)類型

如：int,char,long......也適用于C的結(jié)構(gòu)和C＋＋的類。當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)或者類對(duì)象使用volatile修飾的時(shí)候，結(jié)構(gòu)或者類的所有成員都會(huì)被視為volatile.使用volatile并不會(huì)否定對(duì)CRITICAL_SECTION,Mutex,Event等同步對(duì)象的需要

例如：

1int i;
2i = i ＋ 3;

無(wú)論如何，總是會(huì)有一小段時(shí)間，i會(huì)被放在一個(gè)寄存器中，因?yàn)樗阈g(shù)運(yùn)算只能在寄存器中進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，volatitle關(guān)鍵字適用于行與行之間，而不是放在行內(nèi)。

我們先來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)，來(lái)觀察一下由編譯器產(chǎn)生出來(lái)的匯編代碼中的不足之處，并觀察volatile關(guān)鍵字如何修正這個(gè)不足之處。在這個(gè)函數(shù)體內(nèi)存在一個(gè)busy loop(所謂busy loop也叫做busy waits,是一種高度浪費(fèi)CPU時(shí)間的循環(huán)方法)

1void getKey(char* pch)
2{
3 while (*pch == 0);
4}

當(dāng)你在VC開(kāi)發(fā)環(huán)境中將最優(yōu)化選項(xiàng)都關(guān)閉之后，編譯這個(gè)程序，將獲得以下結(jié)果(匯編代碼)

 1;       while (*pch == 0)
 2$L27
 3 ; Load the address stored in pch
 4 mov eax, DWORD PTR _pch$[ebp]
 5 ; Load the character into the EAX register
 6 movsx eax, BYTE PTR [eax]
 7 ; Compare the value to zero
 8 test eax, eax
 9 ; If not zero, exit loop
10 jne $L28
11 ;
12 jmp $L27
13$L28
14;}

這段沒(méi)有優(yōu)化的代碼不斷的載入適當(dāng)?shù)牡刂罚d入地址中的內(nèi)容，測(cè)試結(jié)果。效率相當(dāng)?shù)牡停墙Y(jié)果非常準(zhǔn)確現(xiàn)在我們?cè)賮?lái)看看將編譯器的所有最優(yōu)化選項(xiàng)開(kāi)關(guān)都打開(kāi)以后，重新編譯程序，生成的匯編代碼，和上面的代碼

比較一下有什么不同

 1;{ 
 2 ; Load the address stored in pch
 3 mov eax, DWORD PTR _pch$[esp-4]
 4 ; Load the character into the AL register
 5 movsx al, BYTE PTR [eax]
 6; while (*pch == 0)
 7 ; Compare the value in the AL register to zero
 8 test al, al
 9 ; If still zero, try again
10 je SHORT $L84
11 ;
12;}

從代碼的長(zhǎng)度就可以看出來(lái)，比沒(méi)有優(yōu)化的情況要短的多。需要注意的是編譯器把MOV指令放到了循環(huán)之外。這在單線程中是一個(gè)非常好的優(yōu)化，但是，在多線程應(yīng)用程序中，如果另一個(gè)線程改變了變量的值，則循環(huán)永遠(yuǎn)不會(huì)結(jié)束。被測(cè)試的值永遠(yuǎn)被放在寄存器中，所以該段代碼在多線程的情況下，存在一個(gè)巨大的BUG。解決方法是重新

寫(xiě)一次getKey函數(shù)，并把參數(shù)pch聲明為volatile,代碼如下：

1void getKey(volatile char* pch)
2{
3 while (*pch == 0) ;
4}

這次的修改對(duì)于非最優(yōu)化的版本沒(méi)有任何影響，下面請(qǐng)看最優(yōu)化后的結(jié)果：

 1;{
 2 ; Load the address stored in pch
 3 mov eax, DWORD PTR _pch$[esp-4]
 4;       while (*pch == 0)
 5$L84:
 6 ; Directly compare the value to zero
 7 cmp BYTE PTR [eax], 0
 8 ; If still zero, try again
 9 je SHORT $L84
10 ;
11;}

這次的修改結(jié)果比較完美，地址不會(huì)改變，所以地址聲明被移動(dòng)到循環(huán)之外。地址內(nèi)容是volatile,所以每次循環(huán)之中它不斷的被重新檢查。把一個(gè)const volatile變量作為參數(shù)傳遞給函數(shù)是合法的。如此的聲明意味著函數(shù)不能改變變量的值，但是變量的值卻可以被另一個(gè)線程在任何時(shí)間改變掉。

explicit關(guān)鍵字

我們?cè)诰帉?xiě)應(yīng)用程序的時(shí)候explicit關(guān)鍵字基本上是很少使用,它的作用是"禁止單參數(shù)構(gòu)造函數(shù)"被用于自動(dòng)型別轉(zhuǎn)換,其中比較典型的例子就是容器類型,在這種類型的構(gòu)造函數(shù)中你可以將初始長(zhǎng)度作為參數(shù)傳遞給構(gòu)造函數(shù).

例如:

你可以聲明這樣一個(gè)構(gòu)造函數(shù)

1class Array
2{
3public:
4 explicit Array(int size);
5 
6};

在這里explicit關(guān)鍵字起著至關(guān)重要的作用,如果沒(méi)有這個(gè)關(guān)鍵字的話,這個(gè)構(gòu)造函數(shù)有能力將int轉(zhuǎn)換成Array.一旦這種情況發(fā)生,你可以給Array支派一個(gè)整數(shù)值而不會(huì)引起任何的問(wèn)題,比如:

1Array arr;
2
3arr = 40;

此時(shí),C＋＋的自動(dòng)型別轉(zhuǎn)換會(huì)把40轉(zhuǎn)換成擁有40個(gè)元素的Array,并且指派給arr變量,這個(gè)結(jié)果根本就不是我們想要的結(jié)果.如果我們將構(gòu)造函數(shù)聲明為explicit,上面的賦值操作就會(huì)導(dǎo)致編譯器報(bào)錯(cuò),使我們可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤.需要注意的是:explicit同樣也能阻止"以賦值語(yǔ)法進(jìn)行帶有轉(zhuǎn)型操作的初始化";

例如:

1Array arr(40);//正確
2Array arr = 40;//錯(cuò)誤

看一下以下兩種操作:

1X x;
2Y y(x);//顯式類型轉(zhuǎn)換

另一種

1X x;
2Y y = x;//隱式類型轉(zhuǎn)換

這兩種操作存在一個(gè)小小的差別,第一種方式式通過(guò)顯式類型轉(zhuǎn)換,根據(jù)型別x產(chǎn)生了型別Y的新對(duì)象;第二種方式通過(guò)隱式轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了一個(gè)型別Y的新對(duì)象.explicit關(guān)鍵字的應(yīng)用主要就是上面所說(shuō)的構(gòu)造函數(shù)定義種,參考該關(guān)鍵字的應(yīng)用可以看看STL源代碼,其中大量使用了該關(guān)鍵字

    __based關(guān)鍵字

該關(guān)鍵字主要用來(lái)解決一些和共享內(nèi)存有關(guān)的問(wèn)題,它允許指針被定義為從某一點(diǎn)開(kāi)始算的32位偏移值,而不是內(nèi)存種的絕對(duì)位置

舉個(gè)例子:

 1typedef struct tagDEMOSTRUCT {
 2 int a;
 3 char sz[10];
 4} DEMOSTRUCT, * PDEMOSTRUCT;
 5
 6HANDLE hFileMapping = CreateFileMapping();
 7LPVOID lpShare = (LPDWORD)MapViewOfFile();
 8
 9DEMOSTRUCT __based(lpShare)* lpDemo;
10

    上面的例子聲明了一個(gè)指針lpDemo,內(nèi)部?jī)?chǔ)存的是從lpShare開(kāi)始的偏移值,也就是lpHead是以lpShare為基準(zhǔn)的偏移值.

上面的例子種的DEMOSTRUCT只是隨便定義的一個(gè)結(jié)構(gòu),用來(lái)代表任意的結(jié)構(gòu).

雖然__based指針使用起來(lái)非常容易,但是,你必須在效率上付出一定的代價(jià).每當(dāng)你用__based指針處理數(shù)據(jù),CPU都必須為它加上基地址,才能指向真正的位置.