如何对动态分配的数据进行 const 限定？答案

【问题标题】：How to const-qualify dynamically allocated data?如何对动态分配的数据进行 const 限定？
【发布时间】：2018-07-25 07:53:39
【问题描述】：

根据this answer，不应该删除常量，因为它们可能一开始就没有被分配。但是，在某些情况下，我想保护动态分配的数据。例如，在管理用户会话时^†，我想确保像当前用户名这样的数据不会被其他函数意外覆盖，但会话数据在解析时确实是分配的请求。

这是一个代码示例，可以让您更好地了解。不过请记住，事情已经大大简化了。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>


const char *request = "www.example.com/index?first-name=SOME&last-name=DUDE";

char *get_username_from_request(const char *req) {
    char *first_name = strstr(req, "first-name") + strlen("first-name") + 1;
    char *last_name = strstr(req, "last-name") + strlen("last-name") + 1;

    char *username = malloc(10);
    memcpy(username, first_name, 4);
    username[4] = ' ';
    memcpy(username + 5, last_name, 4);

    /* The returned string is "SOME DUDE" */
    return username;
}

int main(void) {
    char *username = get_username_from_request(request);
    printf("Welcome, %s.\n", username);
    free(username);
    return 0;
}

我真的想改用const char *username = get_username_from_request(request);，但是当我进行此更改时，Clang 会发出警告：

/Applications/CLion.app/Contents/bin/cmake/bin/cmake --build /Users/nalzok/CLionProjects/zero/cmake-build-debug --target zero -- -j 2
Scanning dependencies of target zero
[ 50%] Building C object CMakeFiles/zero.dir/main.c.o
/Users/nalzok/CLionProjects/zero/main.c:24:10: warning: passing 'const char *' to parameter of type 'void *' discards qualifiers [-Wincompatible-pointer-types-discards-qualifiers]
    free(username);
         ^~~~~~~~
/usr/include/stdlib.h:151:18: note: passing argument to parameter here
void     free(void *);
                    ^
1 warning generated.
[100%] Linking C executable zero
[100%] Built target zero

任何想法都值得赞赏。

_{†：嗯，believe it or not，我正在用 C 编写一个 Web 应用程序。}

【问题讨论】：

Unable to free const pointers in C的可能重复
@SanderDeDycker 是的，通过强制转换来抑制警告是显而易见的答案，并且有效。但是，这样做时您必须非常小心，所以我想看看是否有人可以提供更安全的替代方案。例如，也许有一种方法可以“锁定”一些内存，防止后续的写入操作。
重复问题中被接受（并且投票最多）的答案并不是唯一的答案 - 它只是社区最支持的答案。其他答案建议不要在这种情况下使用const，例如。你可以做char* u = malloc(...); const char* cu = u; puts(cu); free(u); - 即。 u 仅用于取消分配，cu 用于其他所有操作。
The returned string is "SOME DUDE" 并不完全正确。 username 不一定指向 string，因为 username 指向的数据肯定不包含 null 字符。
@chux 我的错，忘了添加 NUL 终止符。很好的收获。

标签： c pointers memory-management constants qualifiers

【解决方案1】：

首先，您必须了解，无论是否声明const，都不会阻止您编译的代码覆盖任何数据。 Still const 正确性可以帮助您发现代码中的逻辑错误，所以这是个好主意。

对于您的具体问题，我建议您在此处隐藏一些类似 OOP 的信息。你可以例如像这样为用户会话建模：

session.h：

#ifndef SESSION_H
#define SESSION_H

typedef struct Session Session;

Session *Session_create(void);
int Session_setUsername(Session *self, const char *username);
const char *Session_Username(const Session *self);
void Session_destroy(Session *self);

#endif

session.c：

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "session.h"

struct Session
{
    char *username;
};

Session *Session_create(void)
{
    Session *self = calloc(1, sizeof *self);
    return self;
}

int Session_setUsername(Session *self, const char *username)
{
    free(self->username);
    self->username = malloc(strlen(username) + 1);
    if (!self->username) return -1;
    strcpy(self->username, username);
    return 0;
}

const char *Session_Username(const Session *self)
{
    return self->username;
}

void Session_destroy(Session *self)
{
    if (!self) return;
    free(self->username);
    free(self);
}

现在，如果您的代码中某处有const Session *，您将无法操作任何会话数据。您只能获得指向您的用户名的 const 指针。

【讨论】：