关于警告：“注意：预期 'const int **' 但参数的类型为 'int **'”

Question

我用 C 编写“将动态 2D 传递给函数”。

以下代码编译成功，运行良好。

void iter_2d(const int** arr, 
             const size_t row, 
             const size_t column) {
// ..some code
}

int main(){
  const size_t column = 3, row = 4;
  int** arr = (int**)malloc(sizeof(int*) * row);
  for (size_t i = 0; i < row; i++)
    arr[i] = (int*)malloc(sizeof(int) * column);
  // init val for array
  iter_2d(arr,row,column);
  // clear array

}

但我收到警告：

t.c:24:11: warning: passing argument 1 of 'iter_2d' from incompatible pointer type [-Wincompatible-pointer-types]
   iter_2d(arr,row,column);
           ^~~
t.c:4:26: note: expected 'const int **' but argument is of type 'int **'
 void iter_2d(const int** arr,
              ~~~~~~~~~~~~^~~

我认为函数 iter_2d 只是迭代数组的值，不能在函数 iter_2d 中修改，

所以输入参数arr应该是const to pointer。

但是编译器告诉我这个警告让我很困惑。

Answer 1

从 char ** 到 const char ** 的转换违反约束的原因在 C 2018 标准 6.5.16.1 6 中的示例 3 中给出。假设我们有：

const char **cpp;
char *p;
const char c = 'A';

接下来，考虑&p。这是char **。如果我们允许转换为const char **，那么我们可以将其分配给cpp：

cpp = &p; // Violation of C constraints for assignment.

假设我们这样做了。那么cpp 是const char **，所以*cpp 是const char *。这意味着我们可以为它分配const char 的地址，如下所示：

*cpp = &c;

现在*cpp 是指向c 的指针。因为cpp指向p，所以*cpp就是p，也就是说p指向c。所以现在我们可以这样做了：

*p = 0;

这改变了c，但c 是const char，我们不应该能够改变它。

因此，允许从 char ** 到 const char ** 的转换违反了常量对象的预期行为。

此示例使用赋值表达式，但将参数传递给函数被定义为类似于将参数分配给参数。约束是一样的。

Answer 2

当将参数传递给函数时，它们被“像通过赋值一样”复制，这意味着参数复制遵循与= 运算符相同的规则，正式称为简单赋值。因此，您的代码实际上在两行之间执行的操作与此基本相同：

int** arr1 = ... ;
const int** arr2 = arr1;

如果您尝试编译该 sn-p，您将收到几乎相同的错误消息，例如“从不兼容类型初始化”。

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做简单赋值时，复制指针的规则是（简化）：

• （= 运算符的）左操作数可以具有限定或非限定指针类型。限定含义，例如const。
• 两个操作数都必须是指向兼容类型的限定或非限定版本的指针。
• left 指向的类型必须至少具有right 指向的类型的所有限定符。 （意思是int x; const int y = x; 可以，但反过来不行。）

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对于您拥有int* x; const int* y = x; 的情况，编译器不会抱怨。 y 是指向 int 类型的限定指针，x 是指向 int 类型的非限定指针。 y 至少具有 x 的所有限定符。上面提到的所有规则都满足了，所以这很好。

这里的问题是限定符如何与指针对指针一起工作。 const int** 实际上意味着（从右到左阅读）“指向 const int 的指针”。它确实 not 表示“指向 int 指针的 const 指针”。

如果我们回到const int** arr2 = arr1; 的第一个例子，arr2 是一个指向const int* 类型的非限定指针。 arr1 是一个指向int* 类型的非限定指针。它们不是兼容的类型——arr2 碰巧指向一个类型是arr1 指向的限定版本并不重要。规则只关心“最外层”指针类型本身。

要解决这个问题并保持“const 正确性”，我们必须对指针指向指针本身进行 const 限定。那将是int**const arr。再一次，从右到左阅读：“const pointer to pointer to int”。

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然而，我的建议是完全摆脱指向指针的指针，因为您的代码因此而变得不必要地缓慢。多次 malloc 调用将导致碎片分配和数据缓存利用率低下。相反，您可以像这样使用指向 VLA 的指针：

#include <stdlib.h>

void iter_2d (size_t row, 
              size_t column,
              int arr[row][column]);

int main (void){
  const size_t row = 4;  
  const size_t column = 3;
  int (*arr)[column] = malloc( sizeof(int[row][column]) );

  iter_2d(row, column, arr);

  free(arr);
}

此代码更快、更简单、更易于阅读。
更多信息：Correctly allocating multi-dimensional arrays。