返回指向 const int 的 const 指针

Question

在这段代码中：

const int* const fun(const int *const ptr)
{
    return ptr;
}

int main()
{
    int i=9;
    int *main_ptr;
    main_ptr = fun(&i);
    return 0;
}

编译器警告：

警告：赋值从指针目标类型中丢弃“const”限定符 [-Wdiscarded-qualifiers] main_ptr = fun(&i);

在将main_ptr 定义为指向const int 的指针时，警告会消失（这是可以理解的），但编译器不会抱怨在从const 指针降级为仅指针时丢弃const 限定符。

在一种情况下是警告行为而在另一种情况下没有警告，因为在这种情况下，当涉及到指向 const int 的指针时，当函数 fun 结束时，指向的变量不会被破坏，并且由于同样的原因 const 指向 int 部分的指针无关紧要，因为变量是本地的并且当 fun 结束时它会被破坏？

Answer 1

限定符（const、volatile、restricted 和 _Atomic）仅适用于左值（内存中对象的指示符），不适用于值（表达式中的数据）。每 C 2018 6.7.3 5：

与限定类型关联的属性仅对左值表达式有意义。

考虑const int x = 3; int y = x;。这是允许的。 const 是对 x 的限制。一旦读取x 的值，结果就是int 3；没有const附加到3。那么我们可以将y的值设置为3，并且不要求y之后不改变。 const 不坚持这个值，编译器不会警告我们。

声明const int* const fun(const int *const ptr) 表示fun 返回的值 是const。这是没有意义的，一个好的编译器可能会警告const 之前的fun 无效。无论如何，在评估函数调用时会丢弃此限定符，因此将此函数的返回值分配给不是const 的指针是没有问题的。

我们可以考虑一个更简单的例子：

int t;
const int * const x = &t;
const int *       y = x;

编译器不会对此发出警告，因为y 只接收x 的值。 x 可能不会改变这一事实并不妨碍我们将其值分配给 y 的能力，它可以改变。

补充

当一个左值用于表达式中的值时，它的所有限定符都被丢弃。 C 2018 6.3.2.1 2 说：

除非它是sizeof 运算符、一元& 运算符、++ 运算符、-- 运算符或. 运算符或赋值运算符的左操作数，没有数组类型的左值被转换为存储在指定对象中的值（并且不再是左值）；这称为左值转换。如果左值具有限定类型，则该值具有左值类型的非限定版本； …

每个限定符都说明了如何处理内存中的对象：

• const 表示内存中的对象不会被修改（通过这个左值）。
• volatile 表示内存中的对象可以通过 C 实现未知的方式更改，或者访问它会导致 C 编译器未知的影响。
• restrict 表示内存中的对象只能通过从该特定左值派生的方式进行访问。
• _Atomic 表示对内存中对象的访问表现得好像它是一个不可分割的东西（不是由可以单独读取或修改的字节组成），因此来自多个线程的访问总是使用它的“整体”值，从不混合来自不同线程的部分访问。

Answer 2

这里有两种类型的“不匹配”，第一种是

main_ptr = fun(...)    // const int *const -> int *

我们通过将fun 的返回值分配给main_ptr 来丢弃constness，第二个是

... = fun(&i)          // int * -> const int *const

我们将一个普通的旧 int * 传递给一个接受 const int *const 的函数。

正如您所注意到的，在执行第一个操作时您会收到警告，因为我们失去了 fun 的返回类型所做的安全保证。

第二个不是问题，因为我们在执行fun 期间获得了安全保证，即参数指向一个常量整数。实际上，该参数并不引用常量int，但添加更多限制性const 限定符并没有什么坏处。移除它们存在危险，因此您会在第一种情况下收到警告。