分配结构值时 const 关键字有什么用？答案

【问题标题】：What is the use of the const keyword when assigning structure values?分配结构值时 const 关键字有什么用？
【发布时间】：2021-10-12 09:31:07
【问题描述】：

这个程序中const关键字有什么用？

#include <stdio.h>

struct x{
    int a;
    int b;
};

int main()
{
    struct x xx;
    xx = (const struct x) {0};
    xx.a = 10;
    printf("%d, %d", xx.a, xx.b);
}

在没有const 关键字的情况下运行时输出没有差异。它在这里有什么意义？

【问题讨论】：

const 在这里没有任何意义。这就像写(const int)42 一样没用。
虽然编译、链接和运行这样一个小实验是一个好的开始，但它不会给出最终答案。你需要参考标准。你在那里发现了什么？
"不使用 const 关键字运行时输出没有差异。"正确的。这就是（编译时）类型限定符的全部意义：如果它编译，那么应该没有运行时差异（除了潜在的 UB 和编译器优化）。
一些非常糟糕的嵌入式系统编译器可能会决定将复合文字放在 RAM 中而不是只读闪存中。这就是在此处键入 const 的唯一正当理由 - 例如，假设复合文字被放置在 .bss 中并从那里复制到堆栈变量中。
更可能的是，一些困惑的人喜欢到处乱发垃圾邮件const，比如声明本地函数参数const，即使它们是按值复制的。

标签： c constants structure

【解决方案1】：

C 2018 6.3.2.1 2 表示，当任何对象在表达式中用作其值时，将删除诸如 const 之类的限定符：

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；此外，如果左值具有原子类型，则该值具有左值类型的非原子版本；否则，该值具有左值的类型。

因此，在xx = (const struct x) {0}; 中，(const struct x) {0}; 是创建const struct x 对象的复合文字。但是，在取这个对象的值时，const 被删除，结果是一个struct x 值。（结构的“值”是其所有成员的值的集合。）

因此，在此使用中，const 最终没有任何效果。但是，复合文字确实会创建一个 const 对象。在其他用途中可以看到这种效果。例如，const struct x *p = & (const struct x) {0};，我们获取复合结构的地址。然后，如果我们尝试删除const 并修改结构，就像((struct x *) p)->a = 3; 一样，C 标准没有定义行为。编译器可能已将该结构放置在只读内存中，并且尝试修改它可能会产生一个陷阱。或者，在优化过程中，编译器可以使用结构为const 的事实来忽略它可能更改的任何可能性。例如，在：

const struct *p = & (const struct x) {0};
((struct x *) p)->a = 3;
printf("%d\n", p->a);

程序可能会打印“0”，因为在printf 中的p->a 中，编译器使用了p->a 被定义为const 零这一事实。

【讨论】：

【解决方案2】：

但是这里有什么意义呢？

无。

当您像 xx = something; 一样分配给 xx 时，您需要 something 具有基本类型 struct x。这是由于演员阵容。所以如果你这样做了

(struct x) {0};

将创建一个struct x 类型的匿名对象，并将其分配给xx，例如：

xx = (struct x) {0};

现在在强制转换中添加一个 const 限定符意味着匿名对象是一个常量。但是，它是否恒定并不重要，因为您无论如何都不写它。对匿名对象执行的唯一操作是在分配给xx 期间执行的读取操作。对于赋值，源对象（RHS 对象）是否为常量没有区别。

所以：不，因为您的代码 const 没有意义。

我们可以在重要的地方构建代码吗？

是的，考虑一下这个（混淆的无用的）代码：

int y;
y = ++(struct x) {0, 42}.b;
printf("%d\n", y);

它将创建一个具有值.a=0 和.b=42 的匿名对象，然后递增并返回.b。换句话说，它将打印 43。

如果您将 const 添加到演员表中，您将收到如下编译器错误：

main.cpp:26:9: error: increment of member 'b' in read-only object
   26 |     y = ++(const struct x) {0, 42}.b;
      |         ^~

所以这里const 关键字确实很重要。

【讨论】：

这不是演员表，而是复合文字。除了作为另一个结构/联合的未命名成员之外，C 没有匿名结构。

【解决方案3】：

这将零初始化一个临时的struct x：

xx = (const struct x) {0};

然后该临时文件将用于复制分配xx。无论临时对象是否为const，它都会这样做。

一个流行的编译器 (gcc) 的例子表明，它会简单地将 xx 中的两个成员清零，在 const 和非const 的情况下，而不实际创建临时对象。编译后的程序的行为就像一样：

xor     edx, edx
xor     esi, esi

【讨论】：