在C++结构体/类中，非静态成员变量是否需要标记为volatile才能在成员函数中被视为volatile？

Question

class MyClass
{
    int x, y;
    void foo() volatile {
        // do stuff with x
        // do stuff with y
    }   
};

我需要将x和y声明为volatile，还是所有成员变量都会自动被视为volatile？

我想确保编译器不会重新排列“与x相关的内容”和“与y相关的内容”。

编辑： 如果我将普通类型转换为volatile类型会发生什么？这会指示编译器不要重新排列对该位置的访问吗？我想在特殊情况下将普通变量传递给参数为volatile的函数。我必须确保编译器不会将该调用与先前或后续的读写重新排序。

- 0xbadf00d

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什么是C++中volatile成员函数的目的？ - Peter Cordes

Answer 1

将成员函数标记为volatile就像将其标记为const一样；这意味着接收器对象被视为声明为volatile T*。因此，在成员函数中对x或y的任何引用都将被视为volatile读取。此外，volatile对象只能调用volatile成员函数。

话虽如此，如果您确实希望所有对x和y的访问都被视为volatile，则可能仍然希望将它们标记为volatile。

- templatetypedef

Answer 2

您不需要明确声明成员变量。

根据标准文档9.3.2.3，

同样，在访问对象及其非静态数据成员时，volatile语义（7.1.6.1）适用于volatile成员函数。

- liaK

Answer 3

以下代码：

#include <iostream>

class Bar
{
    public:

        void test();
};

class Foo
{
    public:

        void test() volatile { x.test(); }

    private:

        Bar x;
};

int main()
{
    Foo foo;

    foo.test();

    return 0;
}

使用gcc编译时会引发错误：

main.cpp: In member function 'void Foo::test() volatile':
main.cpp:14:33: error: no matching function for call to 'Bar::test() volatile'
main.cpp:7:8: note: candidate is: void Bar::test() <near match>

由于一个volatile实例无法调用一个non-volatile方法，我们可以假设，在该方法中，即使MyClass的实例未声明为volatile，x和y也将是volatile的。

注意：如果需要，您可以使用const_cast<>来移除volatile限定符；但是要小心，因为就像const一样，这样做可能会在某些情况下导致未定义的行为。

- ereOn

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如果我理解有误，请纠正我，但是volatile函数的语义不是与const函数相同吗？也就是说，您可以在非volatile对象上调用volatile函数，但不能从volatile对象调用非volatile函数。 - templatetypedef

@ereOn- 在g++中进行的快速测试表明，您确实可以从非volatile对象调用volatile成员函数。 volatile std :: string无用的原因是，如果字符串本身是volatile，则只能调用volatile成员函数，而其中没有任何成员函数。 标准的$4.4.1澄清了您可以将T *隐式转换为volatile T *，而$9.3.1.3表示volatile限定符会影响this指针，这表明如果您有一个类型为T的对象，则类型为T *的this指针可以转换为volatile T *以进行调用。 - templatetypedef

@templatetypedef：我反转了逻辑（这里才早上7点，我还需要一些睡眠;））。谢谢，现在已经修复了。您可以从volatile和non-volatile实例中调用volatile方法。但是，如果您的实例是volatile，则无法调用non-volatile方法。 - ereOn

@ereOn：所以，就像templatetypedef说的那样，它与“const”完全一样。相关部分当然不是g++，而是标准：4.4.1条款似乎表明，将“this”从“T”隐式转换为“volatile T”是完全合法的。此外，请注意，9.3.2.4明确指出，如果您调用对象表达式与成员函数“一样或比其少cv-qualified”，则可以对带有cv限定符的函数进行调用。在这个领域，没有区别const和volatile。 - Christopher Creutzig

关于类型转换：如果原始对象确实被定义为volatile，并且您将此对象或其成员之一作为左值（实质上是在赋值的左侧）访问为非volatile的某个东西，标准的7.1.5.1.7条款说明程序行为是未定义的。即使它在当前编译器版本和测试数据上工作，也不要这样做。就我所知，对于只读访问（就像const一样），类型转换应该是可以的。 - Christopher Creutzig

你误解了我的意思，我的意思是：是否可能将一个实际上被声明为非易失性的对象转换为易失类型。反过来做对我来说很清楚。 - 0xbadf00d

Answer 4

因此，以原始示例为例：

class MyClass
{
    int x, y;
    void foo() volatile {
        // do stuff with x
        // do stuff with y
        // with no "non-volatile" optimization of the stuff done with x, y (or anything else)
    }   
    void foo() {
        // do stuff with x
        // do stuff with y
        // the stuff done with x, y (and anything else) may be optimized
    } 
};

- ianeperson