C++中修飾資料可變的關鍵字有三個：const、volatile和mutable。const比較好理解，表示其修飾的內容不可改變（至少編譯期不可改變），而volatile和mutable恰好相反，指示資料總是可變的。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。

mutable

mutable只能作用在類成員上，指示其資料總是可變的。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修飾的成員資料可以發生改變，除此之外不應該對類/物件帶來副作用。

考慮一個mutable的使用場景：呼叫系統中存有司機(Driver)的資訊，為了保護司機的隱私，司機對外展現的聯絡號碼每隔五分鐘從空閒號碼池更新一次。根據需求，Driver類的實現如下虛擬碼：

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在這裡被改變
   }
   lock.unlock();
  }
  return displayPhone;
 }
};

在上述程式碼中，const方法中不允許對常規成員進行變動，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）未發生改變，符合const修飾。mutable讓一些隨時可變的展示屬效能發生改變，達到了靈活程式設計的目的。

volatile

volatile用於修飾成員或變數，指示其修飾物件可能隨時變化，編譯器不要對所修飾變數進行優化（快取），每次取值應該直接讀取記憶體。由於volatile的變化來自執行期，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通過對映公用記憶體中的同一塊，GPU可能隨時往共享記憶體中寫資料。對CPU上的程式來說，const

在多執行緒環境下，volatile可用作記憶體同步手段。例如多執行緒爆破密碼：

volatile bool found = false;

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

在volatile的修飾下，每次迴圈都會檢查記憶體中的值，達到同步的效果。

需要注意的是，volatile的值可能隨時會變，期間會導致非預期的結果。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，所以上述程式碼中的第一個a + b可能和第二個不同，導致出現非預期的結果。這種情況下，正確做法是將值賦予常規變數，然後再相乘：

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

總結

1. mutable只能用與類變數，不能與const同時使用；在const修飾的方法中，mutable變數數值可以發生改變；
2. volatile只是執行期變數的值隨時可能改變，這種改變即可能來自其他執行緒，也可能來自外部系統。

以上就是聊聊C++的mutable和volatile的詳細內容，更多關於C++ mutable和volatile的資料請關注我們其它相關文章！