为什么在 C 中创建指向指向 const 的指针的指针是非法的？答案

【问题标题】：Why is it Illegal to create a Pointer to a Pointer that points to a const in C?为什么在 C 中创建指向指向 const 的指针的指针是非法的？
【发布时间】：2019-01-15 06:43:01
【问题描述】：

这是常见的“分配时丢弃的 const 限定符”错误的来源。但是，我不明白为什么这样做是非法的？

考虑这段代码，

int sum_array(const int *a, int n){
   int sum, *i;
   sum = 0;
   for(i = a; i<a+n; i++)
       sum += *i;
   return sum;
}

显然我可以使用i = 0 和比较a + i < a+n 进行相同的操作；但是，为什么简单地将变量的地址复制到另一个变量中是非法的，这对我来说没有意义？

通常，const 变量表示变量的值不能更改。例如。 const int x = 7，这里我们声明x的值不能从7改变。

但是，使用 const 指针，创建更改变量的“潜力”也是非法的。 IE。 i = a 不会改变 a 指向的值，真正“非法”的应该是 *i = 0，但是，i = a 仍然是非法的，因为它让我们有可能改变 a。

我知道你可以回答我“因为语言是这样创建的”，我只是想知道我在这里是否遗漏了什么。

【问题讨论】：

您不应该使用指向非常量数据的指针来修改常量（不可修改）的数据。使用 const int *i; 可以防止您写入（意外）sum += (*i = 3); 或同样不可信的东西，它会修改 i 指向的值。
在这种特殊情况下，本地指针只会增加混乱。正确编写的代码是int sum_array(const int *a, int n){ int sum = 0; for(size_t i = 0; i<n; i++) sum += a[i]; return sum; }。
“为什么在 C 中创建一个指向常量指针的指针是非法的？”，不要吹毛求疵，但这句话是不是有点误导？ OP 的示例中没有“常量指针”。要拥有const pointer，必须编写类似int sum_array(int * const a, int n) 的内容。现在指针a 是常量。
你是对的，类型保护指针之前的 const 和类型保护指向的对象之后的 const，我的错误。我更新了标题，希望它足够准确。

标签： c pointers memory

【解决方案1】：

const 的主要目的是争取编译器的帮助，以确保您不会意外修改给定对象。它为此使用类型系统。如果您愿意，您实际上可以通过编写显式转换来规避它；但通常你不想要那个，因为如果你想要那个，那通常意味着你并不真的想要 const 开头。

【讨论】：

天堂禁止将const int* 指针分配给中间的void* 指针，然后再分配给int *。有很多方法可以阻止编译器尽其所能提供的帮助。

【解决方案2】：

const 有两个用途：

在函数调用的契约中（这里是int sum_array(const int *a, int n)）表示函数不会使用参数a来修改a指向的内容（a不是常量，它是指向被认为是常量的事物的指针）。然后调用者知道数据不会通过调用被修改，编译器必须尽可能地强制执行：
在函数定义中，实现者可以防止意外修改a 指向的内容。 IE。如果他试图写类似*a = someValue; 的东西，那么编译器会因为合同被违反而抱怨。但随后它也验证了该合同无论如何都得到了尊重。因此，任何来自a 的派生变量可能允许访问相同的数据，都必须被视为const，否则将违反合同。然后写int *p = a 显然违反了这一点，因为p 不是指向常量数据的指针，这会让你写*p = someValue 来修改数据。

注意 const 并不表示数据是常量，只是表示禁止通过指针修改数据。那么：

const int *a...
int *p = a;

禁止但

int *a...
const int *p = a;

是正确的，因为在这种情况下，您有一个指针，可让您通过它修改数据，并且您构造了一个派生的指针，以限制通过派生指针访问相同数据。数据可通过a 修改，但不能通过p 修改。限制从来没有危险，开放可以。

当然，您可以使用强制转换来强制执行危险的派生（这可以让您删除const），但我不建议这样做。忠告，如果你想这样做，请克制自己，三思而后行，如果之后你真的想这样做，那就让事情搁置一整夜，第二天再考虑。 .. 配方是：

const *a...;
int *p = (int *)a; // "seriously refrain" advice

【讨论】：

这是 C++ 示例，问题与 C 无关。

【解决方案3】：

问题提出，给定const int *a，int *i = a; 可以被允许，而随后的*i = 0; 将被禁止（“非法”）。

这是不可行的，因为它需要编译器跟踪i 中有关数据来源的信息。在出现*i = 0; 时，编译器必须知道i 包含一个从a 初始化的值。

我们可以用非常简单的代码做到这一点。但考虑到代码可能非常复杂，有循环、分支和函数调用。在*i = 0; 出现的那一点，编译器通常无法知道i 是否仍然持有来自a 的地址，还是已经更改为其他地址。（我认为这等同于停机问题，因此通常在逻辑上是不可能的）。

C 使用类型来管理它。当a 是指向const 的指针时，它只能分配给指向const 的指针（除非被显式强制转换覆盖）。所以i必须是指向const的指针，这样编译器才能知道它指向的东西不应该被修改。

【讨论】：