[c++/note] const 상수

📖 참고 자료

[Microsoft Learn] const (C++)

[Microsoft Learn] constexpr(C++)

[Tistory - 개발새발] [C++] constexpr이란? const와 constexpr의 차이

개념

변수의 값을 변경할 수 없도록 제한하는 키워드. 변수를 읽기 전용(Read-Only)으로 만든다.

const 키워드를 사용해 변수를 선언하면 반드시 초기 값도 함께 지정해야 한다.

const int

const int a = 10;
a = 20;	// 오류 발생

• const int a = 10: 변수 a를 상수로 선언
  • 포인터를 사용해 a를 가리킬 수 있음
• 오류 코드: C3892 ‘a’: const인 변수에 할당할 수 없습니다.

cf) const int* const

const int a = 10;
const int* const ptr = &a;

ptr = &b;	// 오류
*ptr = 20;	// 오류

• const int*: 가리키는 값이 변경 불가능
• const int* const: 포인터 자체도 변경 불가능
  • 값과 주소 모두 변경 불가능 (값과 포인터가 모두 상수)
  • (const int*) const로 이해하자! const int*를 const 한 것

컴파일러 동작 과정

컴파일 타임 상수

const int MAX = 10;

int main()
{
	int a[MAX];
	std::cout << MAX << std::endl;
}

• MAX의 값이 10으로 확정

  ➡️컴파일러는 MAX가 있는 모든 위치에 10을 대입할 수 있다!

• MAX는 실행 중에 별도의 메모리를 할당받지 않음 (실제 변수 x)

컴파일 타임에 값이 결정된 변수를 상수값으로 치환될 수 있다.

컴파일러는 상수를 직접 변수에 대입해 불필요한 메모리 접근을 줄인다.

컴파일러가 const 변수를 치환하지 않는 경우, 일반적으로 메모리의 데이터 영역에 저장됨!

런타임 상수

컴파일러가 상수로 초기화하지 않는 경우, const 변수는 일반적으로 메모리의 데이터 영역에 저장된다.

int main()
{
	const char* a = "hi";
	std::cout << a << std::endl;
}

• 문자열 리터럴 "hi"는 메모리의 데이터(rodata)에 저장
• 포인터 변수 a는 "hi"의 주소 저장➡️스택에 저장!
• 컴파일러는 a에 문자열의 주소 할당

컴파일 타임 vs 런타임 const

컴파일러가 초기화 o

• const int a = 10

컴파일러가 초기화 x (메모리 데이터 영역에 저장)

• static const int a = 10
• const char* a = "hi"
• const int a[] = {1};

cf) constexpr

컴파일 타임에 값을 확정할 수 있는 경우, constexpr로 선언할 수 있다.

constexpr int a = 10;

• 컴파일 타임에 a = 10가 확정
  • 컴파일러가 a의 모든 위치에 10으로 초기화

단, 컴파일러가 값을 확정할 수 없는 경우 오류가 발생한다.

int main()
{
	int a = 10;
	constexpr int b = a;
	std::cout << b << std::endl;
}

/* 빌드 결과 */
// (오류) C2131: 식이 상수로 계산되지 않았습니다.

• a는 런타임에서 값이 결정됨

  • constexpr은 컴파일 타임에서 반드시 값이 결정되어야 하므로 오류 발생

    (const는 메모리에 적재)

모든 constexpr 변수는 const 변수이므로, 포함관계로 생각하자!