Warum führt das Ändern einer „const'-Variablen durch einen Zeiger eines anderen Typs zu undefiniertem Verhalten in C?

Variable ändert ihren Wert an derselben Adresse: Undefiniertes Verhalten verstehen

In C können Variablen mit unterschiedlichen Datentypen dieselbe Speicheradresse belegen. was zu unerwarteten Ergebnissen führt. Betrachten Sie den folgenden Code:

const int a1 = 40;
const int* b1 = &a1;
char* c1 = (char *)(b1);
*c1 = 'A';
int *t = (int*)c1;

cout <p>Nachdem Sie diesen Code ausgeführt haben, können Sie davon ausgehen, dass sowohl a1 als auch *t den Wert 40 haben und &a1 und t dieselbe Adresse haben. Die Ausgabe ist jedoch überraschend:</p><pre class="brush:php;toolbar:false">40 65 
0xbfacbe8c 0xbfacbe8c

Wie ist es möglich, dass eine Variable an derselben Adresse zwei verschiedene Werte erzeugt?

Erklärung

Dieses Verhalten tritt aufgrund eines undefinierten Verhaltens im Code auf. Insbesondere das Ändern einer const-Variablen wie a1 ist undefiniertes Verhalten. Der C-Standard (Abschnitt 7.1.6.1) besagt ausdrücklich, dass jeder Versuch, ein const-Objekt während seiner Lebensdauer zu ändern, zu undefiniertem Verhalten führt.

In diesem Fall haben wir durch Ändern von *c1 (das auf a1 zeigt) Folgendes erreicht: eine const-Variable effektiv geändert. Aus diesem Grund kann der Compiler das erwartete Verhalten nicht garantieren und erzeugt stattdessen unvorhersehbare Ergebnisse.

Das mögliche Verhalten in solchen Fällen ist in Abschnitt 1.3.24 des Standards festgelegt. Diese reichen vom völligen Ignorieren der Situation bis zum Abbruch des Programms mit einer Fehlermeldung. In diesem Fall hat sich der Compiler dafür entschieden, unterschiedliche Werte für a1 und *t zu erzeugen.

Schlussfolgerung

Undefiniertes Verhalten sollte in C-Code vermieden werden, da es dazu führen kann zu unerwarteten und inkonsistenten Ergebnissen führen. In diesem speziellen Szenario hat der Zugriff auf eine const-Variable über einen Zeiger eines anderen Typs und deren Änderung zu undefiniertem Verhalten und unvorhersehbarer Ausgabe geführt.

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