在 C 中，可以通过指针修改 const 变量吗？

Question

我在我的代码中写了一些类似的东西

const int x=1;
int *ptr;
ptr = &x;
*ptr = 2;

这适用于所有编译器吗？为什么 GCC 编译器没有注意到我们正在更改常量变量？

Answer 1

const 实际上并不意味着“恒定”。 C 语言中的“常量”具有在编译时确定的值；文字 42 就是一个例子。 const 关键字实际上意味着只读。例如：

const int r = rand();

r 的值直到程序执行时才确定，但const 关键字意味着您在初始化后不允许修改r。

在您的代码中：

const int x=1;
int *ptr;
ptr = &x;
*ptr = 2;

赋值ptr = &x; 是一个违反约束，这意味着需要一个符合要求的编译器来抱怨它；您不能合法地将 const int*（指向 const int 的指针）值分配给非 const int* 对象。 如果编译器生成一个可执行文件（它不需要这样做；它可以直接拒绝它），那么该行为不是由 C 标准定义的。

例如，生成的代码实际上可能将值 2 存储在 x 中——但随后对 x 的引用可能会产生值 1，因为编译器知道 x 在初始化后不能被修改。它知道，因为你告诉它，通过将x 定义为const。如果你对编译器撒谎，后果可能是任意的。

实际上，可能发生的最糟糕的事情是程序的行为与您期望的一样；这意味着您有一个很难检测到的错误。 （但你应该得到的诊断结果将是一个很大的线索。）

Answer 2

Online C 2011 draft:

6.7.3 类型限定符

...
6 如果尝试通过使用来修改使用 const 限定类型定义的对象 具有非 const 限定类型的左值，行为未定义。如果尝试是 通过使用左值来引用使用 volatile 限定类型定义的对象 对于非易失性限定类型，行为未定义。¹³³⁾

---

^{133) 这适用于那些表现得好像它们是用限定类型定义的对象，即使它们是 从未真正定义为程序中的对象（例如内存映射输入/输出处的对象 地址）。}

添加了重点。

由于行为未定义，编译器不需要发出诊断，也不需要停止翻译。这在一般情况下很难捕捉到；假设你有一个类似的功能

void foo( int *p ) { *p = ...; }

在它自己独立的翻译单元中定义。在翻译过程中，编译器无法知道p 是否可以指向const-qualified 对象。如果您的电话类似于

const int x;
foo( &x );

您可能收到类似parameter 1 of 'foo' discards qualifiers 或类似提示的警告。

还要注意const 限定符并不一定意味着相关变量将存储在只读内存中，因此上述代码可能会“工作”（更新x 中的值）通过围绕const 语义进行结束运行，您将成功更新x。但是你也可以不将x 声明为const。

Answer 3

糟糕的程序员。没有月饼！

如果您需要修改 const，请将其复制到非 const 变量中，然后使用它。这是 const 是有原因的。试图“偷偷摸摸”绕过 const 可能会导致严重的运行时问题。即优化器可能使用了内联值等。

const int x=1;
int non_const_x = x;
non_const_x = 2;

Answer 4

这里有一个很好的讨论：Does the evil cast get trumped by the evil compiler?

我希望 gcc 能够编译它，因为：

• ptr 可以指向 x，否则将无法读取它，尽管正如下面的评论所说，它并不是完全出色的代码，编译器应该会抱怨。警告选项（我猜）会影响它是否实际被警告。
• 当您写入 x 时，编译器不再“知道”它正在写入 const，这一切都在 C 中的编码人员手中。但是，它确实知道，因此它可能会警告您，具体取决于您选择的警告选项。

但是，它是否有效取决于代码的编译方式、针对所选编译选项实现 const 的方式以及目标 CPU 和架构。它可能会起作用。或者它可能会崩溃。或者您可能会写入“随机”内存并导致（或不）一些怪异的效果。这不是一个好的编码策略，但这不是你的问题:-)