关键词:
对于C++这种强类型的语言,明确的类型既带来了执行的高效,又让错误的发生提前到编译期。所以像const这类体现设计者意图的关键字,可以隐性的透露给我们它描述的对象的使用边界。它是我们的朋友,我们要学会和它相处,而不是改变它。(转载请指明出于breaksoftware的csdn博客)
我们来看一个试图改变这个好朋友的案例
class Base
public:
Base() : _name("Base")
const char* get_name() const
return _name;
private:
const char _name[32];
;
Base类有个get_name方法返回了一个const char*。它返回的是该类的成员变量_name——即类名"base"。
现在有个同学试图继承该类,于是他增加了如下代码
class Derive : public Base
public:
Derive()
const char* base_name = Base::get_name();
strcpy(const_cast<char*>(base_name), "Derive");
;
Derive的构造函数调用了Base的get_name方法获取了一个const char*变量base_name。他试图去修改这个地址空间的数据,让其填充自己类的名称"Derive"。由于strcpy需要第一个参数是char*型的,于是他使用const_cast关键字“剥夺”了base_name的const属性,让编译通过。
目前这段代码还可以正确执行,但是之后一个同学对Base类的优化,将彻底触发修改const属性引发的灾难。
class Base
public:
const char* get_name() const
return _name;
private:
const char* _name = "Base";
这样编译出来的代码,最终在执行期会崩溃。
先分析Base的get_name方法的反汇编代码
push ebp
mov ebp, esp
sub esp, 0CCh
push ebx
push esi
push edi
push ecx
lea edi, [ebp+var_CC]
mov ecx, 33h
mov eax, 0CCCCCCCCh
rep stosd
pop ecx
mov [ebp+var_8], ecx
mov eax, [ebp+var_8]
mov dword ptr [eax], offset aBase ; "Base"
mov eax, [ebp+var_8]
pop edi
pop esi
pop ebx
mov esp, ebp
pop ebp
retn
第15行将"Base"字符串的地址保存到寄存器eax指向的地址空间中。之后该方法返回
push offset Source ; "Derive"
mov eax, [ebp+Dest]
push eax ; Dest
call j_strcpy_0
调用了strcpy方法,其中eax还是"Base"字符串的首地址。
崩溃出现在strcpy方法中,出错的地址也是“Base"字符串的首地址。
为什么写这个地址会出错,我们看下get_name中aBase的地址
.rdata:0041DB30 aBase db 'Base',0 ; DATA XREF: sub_412460+26↑o
.rdata:0041DB35 db 0
.rdata:0041DB36 db 0
.rdata:0041DB37 db 0
.rdata:0041DB38 db 0
可以见到这个地址保存在rdata区域。rdata是readonly-data的意思,即这块地址空间是只读的,所以往其中写数据会报错。
由于我们在修改后的Base类中,让成员变量_name指向了一个字面量。这个字面量作为常量,它会保存在PE/ELF文件的只读数据区域。关于什么信息会保存在只读区域,以及还有什么其他区域,大家可以在网上搜索PE/ELF文件格式的说明。
最后从语义角度来说,可以认为Derive的作者违背了编译器对关键字const的约束,即违背了一种约定导致的。所以我们尽量别用const_cast这种试图绕过编译器的“小聪明”手段。
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