前言

C++中修飾數(shù)據(jù)可變的關(guān)鍵字有三個：const、volatile和mutable。const比較好理解，表示其修飾的內(nèi)容不可改變（至少編譯期不可改變），而volatile和mutable恰好相反，指示數(shù)據(jù)總是可變的。mutable和volatile均可以和const搭配使用，但兩者在使用上有比較大差別。

下面話不多說了，來一起看看詳細的介紹吧

mutable

mutable只能作用在類成員上，指示其數(shù)據(jù)總是可變的。不能和const 同時修飾一個成員，但能配合使用：const修飾的方法中，mutable修飾的成員數(shù)據(jù)可以發(fā)生改變，除此之外不應(yīng)該對類/對象帶來副作用。

考慮一個mutable的使用場景：呼叫系統(tǒng)中存有司機(Driver)的信息，為了保護司機的隱私，司機對外展現(xiàn)的聯(lián)系號碼每隔五分鐘從空閑號碼池更新一次。根據(jù)需求，Driver類的實現(xiàn)如下偽代碼：

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在這里被改變
}
lock.unlock();
}
return displayPhone;
}
};

在上述代碼中，const方法中不允許對常規(guī)成員進行變動，但mutable成員不受此限制。對Driver類來說，其固有屬性（姓名、年齡、真實手機號等）未發(fā)生改變，符合const修飾。mutable讓一些隨時可變的展示屬性能發(fā)生改變，達到了靈活編程的目的。

volatile

volatile用于修飾成員或變量，指示其修飾對象可能隨時變化，編譯器不要對所修飾變量進行優(yōu)化（緩存），每次取值應(yīng)該直接讀取內(nèi)存。由于volatile的變化來自運行期，其可以與const一起使用。兩者一起使用可能讓人費解，如果考慮場景就容易許多：CPU和GPU通過映射公用內(nèi)存中的同一塊，GPU可能隨時往共享內(nèi)存中寫數(shù)據(jù)。對CPU上的程序來說，const修飾變量一直是右值，所以編譯通過。但其變量內(nèi)存中的值在運行期間可能隨時在改變，volatile修飾是正確做法。

在多線程環(huán)境下，volatile可用作內(nèi)存同步手段。例如多線程爆破密碼：

volatile bool found = false;

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

在volatile的修飾下，每次循環(huán)都會檢查內(nèi)存中的值，達到同步的效果。

需要注意的是，volatile的值可能隨時會變，期間會導(dǎo)致非預(yù)期的結(jié)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都是隨時可變的，所以上述代碼中的第一個a + b可能和第二個不同，導(dǎo)致出現(xiàn)非預(yù)期的結(jié)果。這種情況下，正確做法是將值賦予常規(guī)變量，然后再相乘：

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

一般說來，volatile用在如下的幾個地方：

1. 中斷服務(wù)程序中修改的供其它程序檢測的變量需要加volatile；

2. 多任務(wù)環(huán)境下各任務(wù)間共享的標(biāo)志應(yīng)該加volatile；

3. 存儲器映射的硬件寄存器通常也要加volatile說明，因為每次對它的讀寫都可能有不同意義；

總結(jié)

mutable只能用與類變量，不能與const同時使用；在const修飾的方法中，mutable變量數(shù)值可以發(fā)生改變；
volatile只是運行期變量的值隨時可能改變，這種改變即可能來自其他線程，也可能來自外部系統(tǒng)。

好了，以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對我們的支持。

參考

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