为什么我不能转换“char**” 到一个“const char* const*” 在C语言中？

Question

以下代码片段（正确地）在 C 中给出警告，在 C++ 中给出错误（分别使用 gcc 和 g++，使用版本 3.4.5 和 4.2.1 进行测试；MSVC 似乎并不关心）：

char **a;
const char** b = a;

我可以理解并接受这一点.
此问题的 C++ 解决方案是将 b 更改为 const char * const *，这不允许重新分配指针并阻止您规避 const 正确性（C++ 常见问题解答）。

char **a;
const char* const* b = a;

但是，在纯C，更正后的版本（使用const char * const *）仍然给出警告，我不明白为什么。 有没有办法在不使用演员的情况下解决这个问题？

澄清一下：

1. 为什么这会在 C 中生成警告？ 它应该是完全常量安全的，并且 C++ 编译器似乎也能识别它。
   

2. 在说时接受此 char** 作为参数的正确方法是什么（并让编译器强制执行）我不会修改它指向的字符？ 例如，如果我想编写一个函数：

    void f(const char* const* in) { 
        // 只从in读取数据，不写入 
      } 
     

并且我想在 char** 上调用它，参数的正确类型是什么？

Answer 1

我很确定 const 关键字并不意味着数据不能更改/是恒定的，只是数据将被视为只读。 考虑一下：

const volatile int *const serial_port = SERIAL_PORT;

这是有效的代码。 易失性和常量如何共存？ 简单的。 易失性告诉编译器在使用数据时始终读取内存，而const告诉编译器在尝试使用serial_port指针写入内存时创建错误。

const 对编译器的优化器有帮助吗？ 一点都不。 因为常量可以通过转换添加到数据中或从数据中删除，所以编译器无法确定常量数据是否真的是常量（因为转换可以在不同的翻译单元中完成）。 在 C++ 中，您还可以使用 mutable 关键字来使问题进一步复杂化。

char *const p = (char *) 0xb000;
//error: p = (char *) 0xc000;
char **q = (char **)&p;
*q = (char *)0xc000; // p is now 0xc000

标准中可能根本没有定义当尝试写入真正只读的内存（例如 ROM）时会发生什么。

Answer 2

将 char** 隐式转换为 const char * const * 时，至少在 MSVC 14 (VS2k5) 和 g++ 3.3.3 上，我无法收到错误。 GCC 3.3.3 发出警告，我不确定这样做是否正确。

test.c：

#include <stdlib.h> 
#include <stdio.h>
void foo(const char * const * bar)
{
    printf("bar %s null\n", bar ? "is not" : "is");
}

int main(int argc, char **argv) 
{
    char **x = NULL; 
    const char* const*y = x;
    foo(x);
    foo(y);
    return 0; 
}

编译为 C 代码时输出： cl /TC /W4 /Wp64 test.c

test.c(8) : warning C4100: 'argv' : unreferenced formal parameter
test.c(8) : warning C4100: 'argc' : unreferenced formal parameter

编译为 C++ 代码时输出： cl /TP /W4 /Wp64 test.c

test.c(8) : warning C4100: 'argv' : unreferenced formal parameter
test.c(8) : warning C4100: 'argc' : unreferenced formal parameter

使用 gcc 输出： gcc -Wall test.c

test2.c: In function `main':
test2.c:11: warning: initialization from incompatible pointer type
test2.c:12: warning: passing arg 1 of `foo' from incompatible pointer type

输出为g++: g++ -Wall test.C

无输出

Answer 3

这很烦人，但如果您愿意添加另一个级别的重定向，通常可以执行以下操作来下推到指针到指针：

char c = 'c';
char *p = &c;
char **a = &p;

const char *bi = *a;
const char * const * b = &bi;

它的含义略有不同，但通常是可行的，而且它并不适用。不要使用强制转换。

Answer 4

为了被认为是兼容的，源指针在紧接前面的间接级别中应该是 const。 因此，这将在 GCC 中向您发出警告：

char **a;
const char* const* b = a;

但这不会： 或者

const char **a;
const char* const* b = a;

，您可以对其进行强制转换：

char **a;
const char* const* b = (const char **)a;

您将需要相同的强制转换来调用您提到的函数 f() 。 据我所知，在这种情况下没有办法进行隐式转换（C++ 除外）。

Answer 5

但是，在纯C中，这仍然会发出警告，我不明白为什么

你已经发现了问题——这段代码不是常量正确的。 “Const 正确”意味着，除了 const_cast 和删除 const 的 C 风格转换之外，您永远不能通过这些 const 指针修改 const 对象或参考文献。

const 的值 - 正确性 - const 的存在很大程度上是为了检测程序员的错误。 如果您将某些内容声明为 const，则表明您认为不应修改它——或者至少，那些有权访问 const 版本的人应该修改它无法修改它。 考虑一下：

void foo(const int*);

正如声明的那样，foo 没有权限修改其参数指向的整数。

如果您不确定为什么您发布的代码不是 const 正确的，请考虑以下代码，它与 HappyDude 的代码仅略有不同：

char *y;

char **a = &y; // a points to y
const char **b = a; // now b also points to y

// const protection has been violated, because:

const char x = 42; // x must never be modified
*b = &x; // the type of *b is const char *, so set it 
         //     with &x which is const char* ..
         //     ..  so y is set to &x... oops;
*y = 43; // y == &x... so attempting to modify const 
         //     variable.  oops!  undefined behavior!
cout << x << endl;

非 const 类型只能以特定方式转换为 const 类型，以防止在没有显式强制转换的情况下在数据类型上规避 const。

最初声明为 const 的对象特别特殊——编译器可以假设它们永远不会改变。 但是，如果可以在不进行强制转换的情况下为 b 分配 a 的值，那么您可能会无意中尝试修改 const 变量。 这不仅会破坏您要求编译器进行的检查，禁止您更改该变量值 - 它还会让您破坏编译器优化！

在某些编译器上，这将打印 42，在某些 43 上，而在其他编译器上，程序将崩溃。

编辑-添加：

HappyDude：您的评论很正确。 C 语言或您使用的 C 编译器对待 const char * const * 的方式与 C++ 语言对待它的方式根本不同。 也许考虑仅对此源代码行静音编译器警告。

Answer 6

几年前我也遇到过同样的问题，这让我一直烦恼不已。

C 中的规则表述更为简单（即，它们没有列出将 char** 转换为 const char*const* 等异常情况）。 结果就是，这是不允许的。 在 C++ 标准中，他们包含了更多规则来允许此类情况。

归根结底，这只是C标准的问题。 我希望下一个标准（或技术报告）能够解决这个问题。