const char* 在分配给 char* 后被修改答案

【问题标题】：const char* getting modified after assigning to char*const char* 在分配给 char* 后被修改
【发布时间】：2014-08-23 09:03:07
【问题描述】：

int FunctionName(const char *pValueName, const char *pValueData, long iMaxValueSize)
{
  char *pDataToStore = const_cast<char *>(pValueData);
  int iActualSiz = ProcessData(pDataToStore, iMaxValueSize);
...
...
}

在上面的代码中，sn-p ProcessData() 函数修改了作为参数接收的 char*。现在，即使将 pValueData 分配给 pDataToStore，在执行 ProcessData() 之后，pValueData 的值也与 pDataToStore 相同。

我的目标是保持作为 const char* 传递的 pValueData 的完整值

【问题讨论】：

那就不要抛弃const！
你的函数错了，界面也错了，向函数的用户坦白谎言。
const 修饰符可以帮助你，让你的编译器避免你犯错误。如果你把它扔掉，那么它背后的内存就可以被修改。
您是否希望const_cast 复制该数组？如果你想要一个副本，你需要自己复制它。
自己复制 - 你的意思是说传递不同的变量副本作为参数。

标签： c++

【解决方案1】：

我的目标是保持被传递为的 pValueData 的完整值常量字符*

那是不可能的。通过const 传递意味着它不能被修改，除非它最初不是常量。

例子：

char *ptr1 = new char[100]; // not const
char *ptr2 = new char[100]; // not const
int i = FunctionName(ptr1, ptr2, 123);

在这种情况下，您可以在技术上保留const_cast。但是为了什么？只需将您的函数参数更改为采用char *：

int FunctionName(char *pValueName, char *pValueData, long iMaxValueSize)
{
  int iActualSiz = ProcessData(pValueData, iMaxValueSize);
  // ...
}

但是，您很可能希望能够传递常量字符串。例如字符串文字：

int i = FunctionName("name", "data", 123);

字符串文字是不可修改的，因此需要您的函数采用char const *。稍后尝试修改它们会导致未定义的行为。

如您所见，错误出在一般架构和代码逻辑中。 您想修改某些内容，同时又不想允许修改它。

问题是：当ProcessData 完成后，你的pDataToStore 会发生什么？ FunctionName 的调用者需要注意修改吗？还是只是FunctionName的内部业务？

如果只是FunctionName的内部业务，那么你可以保持其签名不变，让ProcessData修改一份传递过来的数据。这是一个简化的（不是异常安全的，没有错误检查）示例：

int FunctionName(const char *pValueName, const char *pValueData, long iMaxValueSize)
{
   char *copy = new char[strlen(pValueData) + 1];
   strcpy(copy, pValueData):
   int iActualSiz = ProcessData(copy, iMaxValueSize);

   // ...

   delete[] copy;
}

好消息是您现在可以通过隐藏所有低级指针业务来大规模改进FunctionName 的界面。事实上，既然 C++ 标准类可以为您完成所有工作，为什么还要使用这么多指针呢？

int FunctionName(std::string const &valueName, std::string const &valueData, long maxValueSize)
{
   std::vector<char> copy(valueData.begin(), valueData.end());
   int actualSize = ProcessData(&copy[0], maxValueSize);

   // ...
   // no more delete[] needed here
}

std::vector<char> 自动分配足够的内存来保存valueData 的副本，并执行复制。它会在不再需要内存时完全自动释放内存，即使抛出异常也是如此。并且&copy[0]（在 C++11 中可以写成copy.data()）保证产生一个指向内部使用数据的指针，以便低级 C 函数可以修改向量的元素。

（我也借此机会删除了微软风格的匈牙利符号。这是 90 年代的一个失败的实验，你甚至错误地使用了它，假设前面的 i 应该是表示int。）

底线真的是：

如果您的代码中需要 const_castanywhere 以使其编译，那么在其他地方至少有一个 constmissing 或一个太多。const_cast 总是可以弥补另一段代码中的错误。它始终是一种解决方法，而不是预先设计的解决方案。

【讨论】：

+1 太好了！与我的答案相同的结论，但我真的很喜欢你的方法，只需将签名更改为字符串。但是有一个小问题，因为我们不确定 char* 数据是否真的是一个以空字符结尾的字符串。
很好的详细答案，我在底线会说不同：const_cast 应该只在使用来自正确编写的代码的遗留代码时使用。
@SergeBallesta：但这不就是我自己的底线所说的吗？ :) 也许应该区分“遗留代码”（按照编写时的标准可能已经很棒）和“糟糕的代码”（按照创建时的标准来说已经很糟糕了）。
@Christophe：你是对的。如果字符串不是以空值结尾的，那么大小信息必须来自其他地方。也许这就是long 参数的含义？或者尺寸信息来自任何地方完全不同的地方。 ProcessData 可以断言在编译时已知的大小。或者大小可以是全局或静态变量。我们真的无法通过这段简单的代码知道；所以我假设以空字符结尾的字符串。
@Christophe：向量解决方案是 C++ 的绝对赢家。感谢您的支持。

【解决方案2】：

我已经通过创建堆内存解决了这个问题。

char *pDataToStore = new char[iMaxValueSize];
memcpy(pDataToStore, pValueData, iMaxValueSize*sizeof(char));
int iActualSiz = ProcessData(pDataToStore, iMaxValueSize);
...
....
delete []pDataToStore;

【讨论】：

memcpy 的用法非常糟糕（无论如何它在 C++ 中很少有用）。使用std::copy 或std::vector<char>；看我的回答。
iMaxValueSize 定义为 long，而 new[] 和 memcpy() 只能处理 size_t。 @ChristianHackl 您对风格的看法是正确的，但是从性能表现的角度来看，这是一种有效的方法。
@Christophe：不正确。请参阅stackoverflow.com/questions/4707012/c-memcpy-vs-stdcopy、stackoverflow.com/questions/7285952/… 以及有关 memcpy 与 std::copy 的许多相关问题。
@Christophe size_t 可以容纳单个分配的最大字节数
@Christophe 添加支票if ( iMaxValueSize < 0 || iMaxValueSize > SIZE_MAX ) /* abort */

【解决方案3】：

您必须区分 const 限定类型 和 const 限定对象。

7.1.6.1 节中的标准状态：cv-qualifiers：（cv = const or volatile）

指向 cv 限定类型的指针或引用不需要实际指向或引用一个 cv 限定的对象，但它被当作是这样处理；一种 const 限定的访问路径不能用于修改对象，即使引用的对象是非常量对象，可以修改通过其他一些访问路径。

如果您的指针指向一个非 const 对象，则丢弃将使您能够修改该对象，但正如有人所说，您是在对函数的用户撒谎。

如果您的指针指向一个真正的 const 对象（即在 const 受保护的内存中），编译器将编译您的代码，但您可能会遇到分段错误，这是未定义行为的典型特征。

这里是一个例子，使用 “普通字符串文字 (...) 的类型为“n const char 数组”，其中 n 是字符串的大小 (...)”（参见标准，第 2.14.5 节）：

char *my_realconst = "This is a real constant string";    // pointer does not claim that it points to const object 

(*my_realconst)++;  // Try to increment the first letter, will compile but will not run properly !!

因此，如果您的函数 ProcessData() 是仅读取数据但忘记在参数列表中提及 const 的遗留代码，那么您的弃用代码将起作用。但是，如果您的函数正在更改数据，它可能会起作用，也可能会失败，这取决于指向的数据是如何创建的！

因此，如果您不能 100% 确定效果会怎样，请尽量避免放弃 const ！更好地克隆你的对象，创建一个临时对象并复制内容。

【讨论】：

【解决方案4】：

我建议你一个小模板来轻松处理这些问题：

template <typename T>
class Buffer { 
    size_t sz;      // size
    T* addr;        // pointed
public: 
    Buffer(const T*source, size_t l) : sz(l), addr(new T[l]) { std::copy(source, source + l, addr);  }  // allocate and copy
    ~Buffer() { delete[]addr; }   // destroy memory 
    operator T* () { return addr; }  // convert to pointer
};

您几乎可以按原样使用现有代码：

Buffer<char> pDataToStore(pValueData, iMaxValueSize);  // create the automatic buffer
int iActualSiz = ProcessData(pDataToStore, iMaxValueSize);  // automatic use of pointer to buffer
cout << "modified copy: " << pDataToStore << endl;
cout << "original:      " << pValueData << endl;

一旦 pDataToStore 不再在范围内，缓冲区将被自动释放。

如果您对wchar_t 缓冲区或其他任何东西有类似的问题，它也会起作用。

关于抛弃 const 的坏处的解释，请看我的另一个回答

【讨论】：