为堆分配的对象抛弃“const”是否合法/安全？

Question

我的用例如下。

我开发了一个库，其中一些加载的插件可以创建对象（由库使用malloc() 分配），而其他一些插件可以读取这些对象的属性但不能修改它们。

对我来说，这是一个非const API 用于创建/编写端和const API 用于读取端的情况，例如：

// writer API
struct obj *obj_create(void);
void obj_set_some_property(struct obj *obj, int property);

// reader API
int obj_get_some_property(const struct obj *obj);

库将struct obj *（由作者方创建）转换为const struct obj *（读者方可用）。

我的问题是那些对象也有引用计数，读者端可以调用你典型的引用计数递增/递减函数。这些函数需要修改对象。

我的问题是：在这种特定情况下，引用计数递增/递减函数在内部接受 const struct obj * 并丢弃 const 是否安全？请注意，如果计数达到零，引用计数递减函数也可能销毁（释放）对象。

我知道 §6.7.3¶5 说：

如果尝试通过使用具有非 const 限定类型的左值来修改使用 const 限定类型定义的对象，则行为未定义。

我只是想不通用 const 限定类型定义 是什么意思。如果我的对象是堆分配的，这是否适用？例如，我完全理解为什么使用文字字符串指针 (.rodata) 会是 UB。但是如果对象一开始就被创建为非const 呢？

strchr() 是一个众所周知的将const 强制转换的示例：它接受const char * 并返回char *，它指向const char * 参数内。考虑到 §6.7.3¶5，这在法律上如何？

Answer 1

malloc 分配的对象没有任何类型，更不用说 const 限定的了。无论您是否在某个阶段使用指向 const 的指针指向对象，都可以修改它们。

“使用 const 限定类型定义”要求对象具有定义（malloc 是函数调用，而不是定义）。

Answer 2

在此上下文中，defined 是指定义变量的程序语句，例如const struct obj x = {};。这与仅声明它的声明相反，例如const struct obj* x;。

在 C 中，malloc 返回的内存是可以安全写入的未初始化存储。事实上，在将结构传递给客户端之前，您的库必须至少完成一次！

理论上，如果客户端以某种方式声明 const obj x = OBJ_INITIALIZER; 然后将其传递给您的库，您可能会遇到问题。您的编译器可能已将该变量定义粘贴到内存的只读页面中，或者可能在假设它永远无法修改的情况下过于激进地优化。因此，您需要指定任何在内部丢弃 const 的库函数仅适用于其自己工厂的对象。

确保不受信任的客户端代码不会违反此假设的一种方法是传入句柄而不是对象指针，但您的库可能不需要打扰。

如果客户端代码使用您修改的字段，并且如果编译器假定采用const struct obj* 参数的函数无法通过该参数修改它，您也可能会遇到问题。你可以通过返回一个别名对象的引用来解决这个问题，编译器不会假设它是同一个未修改的对象（或者，我猜，通过滥用volatile）。

在 C++ 中，您可以选择声明需要修改的字段mutable。