用于 const 双指针的惯用 C答案

【问题标题】：idiomatic C for const double-pointers用于 const 双指针的惯用 C
【发布时间】：2011-07-08 23:40:19
【问题描述】：

我知道在 C 中你不能隐式转换，例如，char** 到 const char**（参见C-Faq、SO question 1、SO Question 2）。

另一方面，如果我看到这样声明的函数：

void foo(char** ppData);

我必须假设该函数可能会更改传入的数据。因此，如果我正在编写一个不会更改数据的函数，我认为最好声明：

void foo(const char** ppData);

甚至：

void foo(const char * const * ppData);

但这会使该功能的用户处于尴尬的境地。他们可能有：

int main(int argc, char** argv)
{
    foo(argv); // Oh no, compiler error (or warning)
    ...
}

为了干净利落地调用我的函数，他们需要插入一个演员表。

我主要来自 C++ 背景，由于 C++ 更深入的 const 规则，这不是一个问题。

C 中的惯用解决方案是什么？

将 foo 声明为采用 char**，并仅记录它不会更改其输入的事实？这似乎有点恶心，尤其是。因为它会惩罚可能拥有const char** 并希望传递它的用户（现在他们必须抛弃离开 const-ness）
强制用户投射他们的输入，添加 const-ness。
还有别的吗？

【问题讨论】：

1) const 在 C 中是一个无用的编译器注解。
@Conrad：我不知道我是否会说没用，但它看起来确实有点...... gimpy
@jw：你可以把它扔掉，你可以把它扔到非常量的东西上……你可以让常量指针和非常量指针指向内存中的同一个对象——这是一个懦弱的编译器注释，只会阻止最愚蠢的意外使用。更棘手、更难检测的错误完全未被发现。
为了完整起见，根据您的链接之一，请注意，在 C++ 中，您应该能够强制转换 "char **" "char const * const *" 因为它不会违反这一点错误，所以这可能是理论上正确的声明函数的方法，如果你真的需要它。显然，如果您使用的是严格的 C，那将无济于事，但如果您将 C 与 C++ 混合使用，或者使用可以将其作为扩展打开的编译器（如果有的话？），这可能是一个足够的选择。

标签： c constants idioms

【解决方案1】：

2 比 1 好。但 1 很常见，因为大量的 C 代码根本不使用 const。因此，如果您正在为新系统编写新代码，请使用 2。如果您正在为 const 很少见的现有系统编写维护代码，请使用 1。

【讨论】：

【解决方案2】：

使用选项 2。选项 1 具有您提到的缺点并且类型安全性较低。

如果我看到一个接受 char ** 参数的函数并且我有一个 char *const * 或类似的，我会复制并传递它，以防万一。

【讨论】：

很好的回应 - 我给了你们两个上船并掷硬币回答（：看起来没有灵丹妙药。

【解决方案3】：

虽然您已经接受了答案，但我想选择 3) 即宏。您可以以这样一种方式编写这些函数，即您的函数的用户将只编写一个调用foo(x);，其中 x 可以是const-qualified 或不。这个想法是有一个宏 CASTIT 进行转换并检查参数是否为有效类型，另一个是用户界面：

void totoFunc(char const*const* x);    
#define CASTIT(T, X) (                 \
   (void)sizeof((T const*){ (X)[0] }), \
   (T const*const*)(X)                 \
)
#define toto(X) totoFunc(CASTIT(char, X))

int main(void) {
   char      *     * a0 = 0;
   char const*     * b0 = 0;
   char      *const* c0 = 0;
   char const*const* d0 = 0;
   int       *     * a1 = 0;
   int  const*     * b1 = 0;
   int       *const* c1 = 0;
   int  const*const* d1 = 0;

   toto(a0);
   toto(b0);
   toto(c0);
   toto(d0);
   toto(a1); // warning: initialization from incompatible pointer type
   toto(b1); // warning: initialization from incompatible pointer type
   toto(c1); // warning: initialization from incompatible pointer type
   toto(d1); // warning: initialization from incompatible pointer type
}

CASTIT 宏看起来有点复杂，但它所做的只是首先检查X[0] 的赋值是否与char const* 兼容。它为此使用复合文字。然后将其隐藏在 sizeof 中，以确保实际上永远不会创建复合文字，并且该测试不会评估 X。

然后是一个普通的演员表，但这本身就太危险了。

正如您在main 中的示例所见，这可以准确地检测到错误情况。

很多东西都可以通过宏来实现。我最近做了一个复杂的例子with const-qualified arrays。

【讨论】：

这是一个 C 如何变得模糊的例子。后来的维护者将很难理解这里发生了什么。除非名称全部大写，否则我会假设 toto() 是一个函数调用，除非在使用它的任何地方都有注释。如果后来的维护者收到警告，则需要很长时间才能找出原因，因为编译器没有告诉您有关宏的信息。
@atlpeg：如果打扰你的是一个人应该使用所有大写字母，这没什么大不了的，如果你愿意，把它当作TOTO。其余的我明白你的意思，但我不完全同意。无法将char** 转换为char const*const* 显然是语言的缺陷。 C++ 做得更好。强迫使用解决方案 1 或 2 的用户引入大量强制转换是维护的噩梦并且非常危险，因为 C 现在只有一种类型的强制转换。因此，如果用户将类型从 char 更改为 int，则演员只会接受。
绝对有趣。不确定我会使用它，但很有趣（：
报告链接断开！此外，不幸的是，这有一个问题是您不能将toto 作为函数指针传递。
@Shahbaz，感谢您的报告，实际上似乎 doxygen 已经改变了他们的名字。对于指针，是的，正确的，你不能拥有一切。无论如何，与此同时，我们已经用 C11 获得了_Generic，所以现在我可能会用它来完成这项任务。