C中数组的const和typedef

Question

在 C 中，可以使用以下构造 typedef 一个数组：

typedef int table_t[N];

这里，table_t 现在定义为 N 个 int 的数组。任何声明的变量，例如table_t t;，现在都将表现为int 的普通数组。

这种构造的重点是用作函数中的参数类型，例如：

int doSomething(table_t t);

一个相对等价的函数原型可能是：

int doSomething(int* t);

第一个构造的优点是它强制N 作为表的大小。在许多情况下，强制执行此属性比依靠程序员正确计算出此条件更安全。

现在一切都好了，只是为了保证table的内容不会被修改，必须使用const限定符。

下面的说法比较容易理解：

int doSomething(const int* t);

现在，doSomething 保证它不会修改作为指针传递的表的内容。 现在，这个几乎等效的结构呢？ ：

int doSomething(const table_t t);

这里的const 是什么？表的内容，还是指向表的指针？ 如果它是const 的指针，是否有另一种方式（C90 兼容）来保留定义表格大小并告诉其内容将是 const 的能力？

请注意，有时还需要修改表格的内容，因此const 属性不能嵌入到 typedef 定义中。

[编辑] 感谢您迄今为止收到的出色答案。 总结一下：

• typedef 强制大小 N 的初始假设是完全错误的。它的行为基本上与普通指针相同。
• const 属性的行为也与指针一样（与指向指针类型的 typedef 形成鲜明对比，如下面的 @random 下划线）
• 要强制执行大小（这不是最初的问题，但现在最终变得非常重要......），请参阅Jonathan's answer

Answer 1

表格的内容是不变的。使用此代码轻松检查。

#include<stdio.h>

typedef int table_t[3];
void doSomething(const table_t t)
{
    t++;    //No error, it's a non-const pointer.
    t[1]=3; //Error, it's a pointer to const.

}

int main()
{
    table_t t={1,2,3};
    printf("%d %d %d %ld",t[0],t[1],t[2],sizeof(t));
    t[1]=5;
    doSomething(t);
    return 0;
}

Answer 2

首先，你错了，函数原型

int doSomething(table_t t);
int doSomething(int* t);

完全等价。对于函数参数，第一个数组维度总是被重写为指针。所以不能保证接收到的数组的大小。

const-qualification on arrays 总是适用于数组的基类型，所以两个声明

const table_t a;
int const a[N];

是等价的，对于函数参数我们有

int doSomething(const table_t t);
int doSomething(int const* t);

Answer 3

标准 6.7.6.3 说：

将参数声明为“类型数组”应调整为“限定类型指针”

这意味着当您将函数参数声明为const int 数组类型时，它会衰减为指向const int（数组中的第一个元素）的指针。在这种情况下相当于const int*。

还要注意，由于上述规则，指定的数组大小不会增加额外的类型安全性！这是 C 语言的一大缺陷，但事实就是如此。

不过，最好像您一样声明具有固定宽度的数组，因为静态分析器或聪明的编译器可能会生成有关不同类型的诊断。

Answer 4

第一个构造的优点是它强制 N 作为表的大小。

我不确定你在这里的意思。它会在什么情况下“强制执行”它？如果您将函数声明为

int doSomething(table_t t);

数组大小将不强制执行。我为了强制执行大小，你必须走不同的路线

int doSomething(table_t *t); // equivalent to 'int (*t)[N]'

这里的 const 是什么？

至于const...当const 应用于数组类型时，它一直“下拉”到数组元素。这意味着const table_t 是一个常量ints 的数组，即它等价于const int [N] 类型。这样做的最终结果是数组变得不可修改。在函数参数声明上下文中const table_t会被转换成const int *。

但是，请注意一个在这种情况下并不立即显而易见的特殊细节：数组类型本身仍然是非 const 限定的。 个别元素变成const。事实上，在 C 中不可能对数组类型本身进行 const 限定。任何这样做的尝试都会使 const 限定“筛选”到单个元素。

这种特性会导致数组 const 正确性产生相当不愉快的后果。例如，这段代码不会在 C 中编译

table_t t;
const table_t *pt = &t;

即使从 const 正确性的角度来看它看起来很无辜，并且可以为任何非数组对象类型编译。 C++ 语言更新了它的 const 正确性规则来解决这个问题，而 C 继续坚持它的旧方式。

Answer 5

数组类型和指针类型不是 100% 等效的，即使在这种情况下，您最终会为函数参数获得 a 指针类型。你的错误在于假设const 如果它是一个指针类型，它会以同样的方式行事。

扩展 ARBY 的例子：

typedef int table_t[3];
typedef int *pointer_t;

void doSomething(const table_t t)
{
    t++;    //No error, it's a non-const pointer.
    t[1]=3; //Error, it's a pointer to const.
}

void doSomethingElse(const pointer_t t)
{
    t++;    //Error, it's a const pointer.
    t[1]=3; //No error, it's pointer to plain int
}

它的行为与const int * 类似，但const pointer_t 等效于int * const。

（另外，免责声明，POSIX 不允许使用以 _t 结尾的用户定义名称，它们是为将来扩展而保留的）