有没有办法使用`const`变量初始化`const``struct`？

Question

我想在 C99 中创建一个 struct，它封装了一个以 null 结尾的字符串缓冲区以及实际的字符串长度：

typedef unsigned int uint_t;
typedef unsigned char uchar_t;

typedef struct {
    uchar_t * buffer;
    uint_t length; // excluding null-terminating character
} string_t;

但是，我在struct 成员的const-ness 方面遇到了一些困难。具体来说，当我想使用一个接受这种const struct string_t 的函数，并用一个带有 const 成员的初始化程序来提供它时，编译器会对我大喊大叫。

void show_string_internal(const string_t str) {
    printf("%s", str.buffer);
}
void show_string(const uchar_t * buffer, uint_t length) {
    const string_t str = // <== tricky assignment here
        (const string_t){ buffer, length }; 
    show_string_internal(str);
}
int main() {
    uchar_t message[] = "Hello, world.";
    show_string(message, sizeof(message) - 1);
    return 0;
}

这会在 GCC 中突出显示的行上产生警告...：

警告：初始化会丢弃指针目标类型中的 'const' 限定符

...在 Visual Studio 2015 中：

警告 C4090：“正在初始化”：不同的“const”限定符

显然，我在这里做错了什么。我发现解决这个问题的唯一方法是声明：

typedef struct {
    const uchar_t * buffer;
    const uint_t length;
} const_string_t;

但现在我有两种类型而不是一种，所以我需要创建方便的方法来在两者之间进行转换，而且我正在创建声明性糖而不是使用语言功能，因此代码的可读性较差。

所以我的问题是，正如标题所述：有没有办法使用成员的const 变量来初始化const struct？是否有其他方法可以达到我希望达到的结果？如果没有，为什么不（请附上官方文档的参考资料）？

任何帮助将不胜感激。

Answer 1

关于指针类型的常量应该“从右到左”阅读（"const T * buffer" 实际上是指“指向常量内容的指针”，而不是“指向内容的常量指针”或“指向常量内容的常量指针”）。

因此，您将使用指向 const char 缓冲区的可变指针并将其用于结构的 const 版本（询问您的 const 结构是否具有可变字段 - 这是显示警告的原因）。如果您打算摆脱警告，则必须像这样移动“const”：

void show_string(char * const buffer, const int length) { // <== move const to the right of "*"
    const string_t str = // <== tricky assignment here
        (const string_t) {
        buffer, length
    };
    show_string_internal(str);
}

如果您也计划自己拥有 const 缓冲区，则必须重新定义您的 string_t 结构（或作为单独的类型引入）：

typedef struct {
    const uchar_t * buffer; // <== add "const" here
    uint_t length; // excluding null-terminating character
} string_t;
...
void show_string(const char * const buffer, const int length) { // two "const" clauses there
    const string_t str = // <== tricky assignment here
        (const string_t) {
        buffer, length
    };
    show_string_internal(str);
}

希望这会有所帮助。

Answer 2

问题不在结构级别。 问题出在.buffer (unsigned char*) 的初始化中 char const*。如果您制作 .buffer char const*，它会在没有强制转换的情况下工作，尽管由于签名不同，您仍然会收到带有 -Wall 的警告。

Answer 3

您的结构有一个声明为uchar_t *buffer 的成员，并且您尝试使用声明为const char *buffer 的参数对其进行初始化。因此编译器会抱怨，因为这样会删除buffer 指向的内存的预设常量（这种违规是一个逻辑错误）。根据您的需要/希望，您可以：

1. 将参数作为非常量传递，
2. 作为 const 传递，但随后在结构中将成员声明为 const，
3. 使用复制语义并为成员分配一些内存并将参数指向的值复制到成员指向的内存。

还要注意uchar_t 和char 可能不是同一类型...

Answer 4

正如其他人所写，问题与const 类型限定符影响struct 聚合类型的方式有关。所有struct 成员值本身都变为const。对于指针成员，这仅意味着您不能更改指针变量以使其指向其他任何内容，但指针指向的任何内容都保持可变。这类似于声明 int * const 变量时会发生的情况。

在 C99 中似乎没有办法将 const-ness 赋予属于所谓聚合类型的间接（指针）类型的目标。因此，无法将关键字附加到struct 类型的变量以表示其指针成员应被视为指向const 类型的指针，例如int const *。这只是在 C99 和 C11 标准中的示例，在第 6.7.3 节（类型限定符）的末尾。

此答案基于 Yuval 和 PSkocik 之间对 Jean-Baptiste Yunès 答案的回复。

Answer 5

这只是错误的恒定性：

typedef unsigned int uint_t; typedef unsigned char uchar_t;

使用正确的尺寸类型。在 C 中是 size_t

typedef struct {
    const uchar_t * buffer;
    size_t length; // excluding null-terminating character
} string_t;

void show_string(const uchar_t * buffer, size_t length) {
    const string_t str = // <== tricky assignment here
        (string_t){ buffer, length }; 
}