由一道笔试题谈C++中const的使用及const_cast转换

由联发科（联发博动）MTK 2010校园招聘的一道笔试题想到的。

这道笔试题内容是

struct S
{
    int value;
    void foo()
    {
        printf("in foo()\n");
    }
    void foo() const
    {
        printf("in foo() const\n");
    }
    virtual void Vfoo()
    {
        printf("in virtual foo()\n");
    }
};

1) sizeof(S)和sizeof(int)哪个大？为什么？

答：很显然，为实现虚函数，存在一个vptr指向虚表，sizeof(S)较大，为8。

2)
struct S *p;
int main()
{
    p->foo();
    p->Vfoo();
    return 0;
}
输出什么？

答：
如果p没有实例化，运行时会报错。如果中间实例化了，则
in foo()
in virtual foo()

3)
可以输出为
in foo()
in foo() const
的成员函数吗？如何可以请实现如下
void f() const
{
    __________
    __________
}
。如果不可以，为什么？

答：可以实现。有两种方法：

方法一：
void f() const
{
    foo();
    S s; s.foo();
}
但是我想这道题肯定不是想这么考你，在成员函数里实例化一个自己难道不是一件很奇怪的事情吗？当然了，这样也能得到问题的解答。

下面这个解法应该是出题的人想看到的：

方法二：
void f() const
{
    foo();
    (const_cast<S*>(this))->foo();
}

这里采用了const_cast关键词。首先说一下const_cast的作用，它可以在常数值（指针）类型和非常数值（指针）类型之间执行转换，也就是说，可以将常数类型转换为非常数类型，也可以将非常数类型转换为常数类型。
我们知道，成员函数后面跟const（以下简称const成员函数），编译器会控制该函数的行为，使其在一般状态下不能改变其成员变量，所以也自然就不能调用非const的成员函数。
其实，在编译器底层实现的时候，只是将隐藏的this关键字附加了const修饰，这样就通过一个很简单的方式，可以使编译器得以控制const成员函数函数的行为，而不是很多人想象的，还要一个函数一个函数递归检查。
所以，我们只需要在这里把const的this指针转换为非const的指针，编译器就会去调用S的非const的foo()这个函数。

这里我们也可以推广到另外一个问题，如果判断void foo() const这样一个成员函数能不能改变其成员变量呢？
这也许是一个判断题，也许会是在一个选择当中，当然也可能需要你简述其原理。通过上述的分析，我们已经看到了，这其实在C++标准中是可以的，只需要进行const_cast转换就可以了，只不过形如*_cast这样的，大多都只是C++标准面向底层的灵活性可操作性的体现，但很多时候都是一样非正常的行为。
如果不相信的话，你可以把struct S中的非const的foo()修改如下：

void foo()
{
    value = 6;
    printf("in foo() %d\n", value);
}
将输出in foo() 6

最后总结一句话：任何时候，只要抓住一个简单的概念，就是用const对变量进行修饰的时候，无论是对象还是对象的指针，编译器仅仅是默认在正常情况下（特别声明）不允许修改其中的内容。