如何正确声明一个 const 字符串数组？

Question

这是一个愚蠢的问题，但我似乎无法正确回答。我遇到了另一个question，但给出的答案没有正确解决我特定用例中的警告。

我试图在posix_spawn 函数中声明一个常量字符串数组作为argv 传递，但GCC 抱怨const 被丢弃。请参阅下面的示例代码：

#include <stdio.h>

/* Similar signature as posix_spawn() shown for brevity. */
static void show(char *const argv[])
{
    unsigned i = 0;

    while(argv[i] != NULL) {
        printf("%s\n", argv[i++]);
    }
}

int main(void)
{
    const char exe[] = "/usr/bin/some/exe";

    char *const argv[] = {
        exe,
        "-a",
        "-b",
        NULL
    };

    show(argv);

    return 0;
}

并将其编译为：

gcc -std=c89 -Wall -Wextra -Wpedantic -Wwrite-strings test.c -o test 
test.c: In function ‘main’:
test.c:17:9: warning: initializer element is not computable at load time [-Wpedantic]
         exe,
         ^
test.c:17:9: warning: initialization discards ‘const’ qualifier from pointer target type [-Wdiscarded-qualifiers]
test.c:18:9: warning: initialization discards ‘const’ qualifier from pointer target type [-Wdiscarded-qualifiers]
         "-a",
         ^
test.c:19:9: warning: initialization discards ‘const’ qualifier from pointer target type [-Wdiscarded-qualifiers]
         "-b",
         ^

既然exe 本身就是一个常量字符串，比如"-a" 和"-b"，我认为它是正确的。但 GCC 似乎不同意。从数组中删除 exe 并删除 -Wwrite-strings 编译时不会出现警告。也许我错过了一些太基本的东西。

如何声明一个 const 字符串数组？

Answer 1

声明char *const argv[] 使argv 成为一个指向可变 chars 的常量指针数组。一旦你创建了数组，你就不能改变指针指向的位置（你不能说argv[0] = "/bin/some_other_program"），但是你可以改变字符本身（所以argv[1][1] = 'b'，这样你就可以通过-b）。

但是，您分配为argv 元素的指针是指向常量chars 的指针。即使argv 的类型允许您，实际执行任何这些分配都是未定义的行为，因此会发出警告。由于您无法更改函数的类型，因此您需要以某种方式摆脱constness。选项是使用strdup，将字符串放入char[] 变量中（隐含地也复制它们），或者在这个级别丢弃const（如果程序实际修改了值，则为UB，但应该是如果没有，则安全）。 Here 是使用后两种方法的示例。

Answer 2

有问题的函数posix_spawn 需要一个指向非const char 的指针数组（的第一个元素）的指针。尽管如此，该函数不会修改字符串。

由于历史原因，这种 C API 中 const 正确性差的情况并不少见。

您可以在标准 C 中将字符串文字传递给它而不会发出任何警告，因为字符串文字的类型为：非常量字符数组。 （修改它们是未定义的行为，不需要诊断）。

如果您使用 -Wwrite-strings 标志来尝试获取有关潜在 UB 的警告，那么在您与非 const 正确 API 交互的情况下，它将为您提供这些误报。

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在 C89 中使用 API 的预期方式是使用：

char exe[] = "/usr/bin/some/exe";

char * argv[] = {
    NULL,
    "-a",
    "-b",
    NULL
};

argv[0] = exe;
show(argv);

请注意，在 C89 中，您的数组不可能是 const 并且也不能使用局部变量 exe 进行初始化。这是因为 C89 要求花括号列表中的所有初始值设定项都是常量表达式，其定义不包括局部变量的地址。

如果你想使用-Wwrite-strings，那么你可以通过使用(char *)"-a"而不是"-a"等来抑制警告。

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在 cmets 中建议使用 const char * 作为字符串类型，然后使用强制转换，如下所示：

const char exe[] = "/usr/bin/some/exe";

const char * argv[] = {
    NULL,
    "-a",
    "-b",
    NULL
};
argv[0] = exe;
show((char **)argv);

但这可能违反了严格的别名规则。即使该规则允许将const T 别名为T，但该规则不会“递归”；可能不允许将 const char * 别名为 char * ，尽管规则的措辞不是 100% 清楚。 See this question for further discussion.

如果您想提供一个接受const char ** 并调用posix_spawn 的包装器，并且不违反C 标准，那么您实际上必须将指针列表复制到char * 的数组中。 （但您不必实际复制字符串内容）