为什么 const char* const & = "hello" 可以编译？答案

【问题标题】：Why can const char* const & = "hello" compile?为什么 const char* const & = "hello" 可以编译？
【发布时间】：2019-02-01 14:21:37
【问题描述】：

我正在阅读书中的代码 sn-p 并发现：

const char* const & a = "hello"; //can compile 
const char*& a = "hello"; //cannot

我所知道的是，在初始化引用时，数组到指针的转换不会发生。

const char* const &，一个const pointer的引用，指针指向const char。

const char*&，对pointer的引用，指针指向 const char.

那为什么要多加一个const，表示指针是const，才允许编译呢？

【问题讨论】：

“初始化引用时，不会发生数组到指针的转换”。这并不完全正确。初始化对数组的引用 时，不会发生数组到指针的转换。没有这样的规则来初始化对指针的引用。

标签： c++ reference constants language-lawyer

【解决方案1】：

它本质上是遵循这个公式

T const & a = something_convertible_to_T;

其中 T 是 const char*。在第一种情况下，可以实现一个临时指针，分配文字的地址，然后将其自身绑定到引用。在第二种情况下，由于左值引用不是 const，它不会发生。更多相同的另一个例子

const char* && a = "hello"; // rvalue ref makes a no into a yes.

现在临时指针绑定到一个右值引用。

【讨论】：

是的，我知道了。这与const int& a = 3; //yes、int&a = 3; //no 的原因相同。公式非常有用。谢谢。当涉及到指针时，它只会变得更难识别。
@SkepticalEmpiricist - 是的。在接受该评论时需要考虑的重要一点是身份转换也很重要（尽管这显然不是一个非常有趣的案例）。 const int& a = 3; 从文字 int prvalue 中具体化一个临时值，并绑定对它的引用。
@StoryTeller 我仍然无法完全理解，我以为我知道标准中的 身份转换 意味着什么，但我无法使用它来试图理解你在说什么.能否请您详细说明一下？
@SkepticalEmpiricist - 我并没有试图像标准那样精确，但我的思路（和解释）试图遵循 C++17 对 prvalues 的更改，@ 987654321@ 和 this bit about initializing references.
@SkepticalEmpiricist - 比这更简单。临时可以在所有例子中具体化。只是整个[dcl.init.ref]/5 并没有定义这样一个初始化的含义。所以程序格式不正确。

【解决方案2】：

在阅读了@StoryTeller 的精彩回答后，为无聊的人补充了一些措辞，因为我不得不对此进行不同的思考。

所以在语法上，在这两行中我们定义了一个引用a，并且在这两行中我们都有一个materialization of a temporary pointer，它接受字符串文字的地址。 两者的唯一区别是第二个const只出现在这里：

const char* const & a = "hello";

不在这里：

const char*& a = "hello";

第二个const 表示此处被引用的对象a pointer in this case, is itself const，因为它不能使用此引用进行修改。

因此，因为这个字符串文字的类型是const char[6]（而不是const char *例如），我们的lvalue引用类型const char*第二行中的引用不能绑定到它——但第一行中的引用，作为对类型 const char* const 的引用可以。为什么？因为rules of reference initialization：

(5) 对“cv1 T1”类型的引用由“cv2 T2”类型的表达式初始化，如下所示：

(5.1) 如果引用是左值引用和初始化表达式

(5.1.1) 是左值（但不是位域），“cv1 T1”与“cv2 T2”引用兼容，[...]

(5.1.2) 有一个类类型（即 T2 是一个类类型）[...]

两个表达式都是左值，但是我们的“cv1 T1”不是reference-compatible，我们的“cv2 T2”和“T2”不是一个类类型.

(5.2) 否则，如果引用是对非 const 限定类型的左值引用或 volatile 限定，则程序格式错误

引用确实不是 const-qualified：我们的“T1”是const char*，它是一个指向const的指针，而不是一个const指针。这里的实际类型是指针类型，所以这很重要。

记住这一点，第二行的 Clang 错误告诉我们：

error: non-const lvalue reference to type 'const char *' cannot bind to a value of unrelated type 'const char [6]'
    const char*& a = "hello";
                 ^    ~~~~~~~

关于成为 non-const lvalue reference 的部分正好是 ¶5.2 -- 在我们的例子中 lvalue 是一个指向 const 的指针，但它本身不是常量！与第一行不同。关于绑定到不相关类型的部分正好是¶5.1——我们的const char*不兼容与RHS是const char[6]或const char* const之后数组到指针的转换。

由于这个确切的原因，或者缺少这个原因，这可以无错误地编译：

char* const & a = "hello";

ISO C++11 除了警告之外，编译器会让这个通过（不应该，因为字符串文字是 'const char 6' 我们不应该放弃这是第一个const)，因为引用现在是const，就其对象而言，指针。

另一个有趣的事情是一个rvalue 引用const char* && a（没有“第二个const”）可以绑定到从字符串文字实现的临时指针 em>，正如@StoryTeller 自己提供的那样。这是为什么？因为array to pointer conversion:的规则

左值或右值类型为“N T 数组” 或“未知边界数组 of T" 可以转换为类型为“pointer to T”的prvalue。

此处未提及 const 或其他 cv-qualification 措辞，但这仅在我们初始化右值 ref 时有效。

【讨论】：