C 中的常量数组类型，标准中的缺陷？

Question

C99 规范第 6.7.3.8 段规定，

如果数组类型的规范包含任何类型限定符，则元素类型（而不是数组类型）将受到如此限定。 如果函数类型的规范包含任何类型限定符，则该行为是未定义的。

在基本原理中（逻辑第87页，物理第 94 页），给出了将平面指针转换为（可变长度）数组指针的示例。

void g(double *ap, int n)
{
    double (*a)[n] = (double (*)[n]) ap;
    /* ... */ a[1][2] /* ... */
}

当然，如果数组 ap 未在函数内修改，则应将其标记为 const，但是强制转换

void g(const double *ap, int n)
{
    const double (*a)[n] = (const double (*)[n]) ap;
    /* ... */
}

不会保留 const 限定符，因为（根据 6.7.3.8）它适用于目标的元素而不是目标本身，其数组类型为 double[n]。 这意味着如果给定适当的标志（GCC 的 -Wcast-qual），编译器将正确地抱怨。 在 C 中无法表示 const 数组类型，但这种转换非常有用且“正确”。 -Wcast-qual 标志对于识别数组参数的滥用很有用，但误报阻碍了它的使用。 请注意，与 ap[i*n+j] 相比，索引 a[i][j] 更具可读性，并且对于许多编译器而言，可以生成更好的机器代码，因为前者允许将一些整数算术从内部循环中提升出来，并进行较少的分析。

编译器是否应该将其视为特殊情况，有效地将限定符从元素提升到数组类型，以确定给定的强制转换是否删除限定符，还是应该修改规范？ 没有为数组类型定义赋值，因此与 6.7.3.8 相比，限定符始终应用于数组类型而不仅仅是元素是否会造成损害？

Answer 1

这是一个已知问题，过去 10 年在 comp.std.c 上已多次讨论。 最重要的是，您提出的具体案例目前在标准 C 中并不合法； 您需要删除限定符或避免使用指向数组的指针来引用数组中的限定元素。

如果您认为自己有解决该问题的好主意，可以将其发布到 news:comp.std.c 进行讨论。 如果其他人同意这是一个好主意，您或其他人可以提交缺陷报告来改变行为（有几个委员会成员经常使用 comp.std.c，因此可能正在审查 DR 的人的反馈将在提交之前有帮助）。 我认为您关于让限定符影响数组本身的建议可能存在一些问题，但我必须再考虑一下。

Answer 2

C 程序员（但不是编译器设计者）可能的解决方法：

带有 -Wcast-qual 的 gcc 不会抱怨这一点：

void g(const double *ap, int n)
{
    int i;
    struct box 
    {
      double a[n];
    };
    const struct box *s = (const struct box *)ap;

    for (i=0; i<n; ++i)
    {
       doStuffWith(s->a[i]);
       /* ... */
    }
}

即使它不是很优雅。 尾随数组成员 a 在 C89 和 C99 之间的含义也略有不同，但至少你得到了预期的效果。

Answer 3

对于指针（即数组），情况很尴尬，但这是我对细节的回忆：

const double *ap 是一个指向常量 double 的指针；

double *const ap 是指向 double 的常量指针；

const double *const ap 是指向常量 double 的常量指针；

所以我相信可以做你所要求的事情，尽管我已经很多年没有尝试过这个了——你使用的 gcc 选项在我上次这样做时不可用！

编辑：这个答案对于这个问题来说是不正确的 - 我将其保留以保留下面的评论，这为凡人（或生锈的 C 开发人员......）澄清了问题