什么时候使用 const void*？

Question

我有一个非常简单的测试函数，我用它来弄清楚 const 限定符发生了什么。

int test(const int* dummy)
{
   *dummy = 1;
   return 0;
}

使用 GCC 4.8.3 时，这个问题向我抛出一个错误。然而这个编译：

int test(const int* dummy)
{
   *(char*)dummy = 1;
   return 0;
}

所以似乎 const 限定符只有在我使用参数而不强制转换为其他类型时才有效。

最近我看到使用

的代码

test(const void* vpointer, ...)

至少对我而言，当我使用 void* 时，我倾向于将其转换为 char* 以用于堆栈中的指针运算或跟踪。 const void* 如何防止子程序函数修改 vpointer 指向的数据？

Answer 1

const int *var;

const 是一个合同。通过接收 const int * 参数，您 "tell" 您（被调用函数）的调用者将不会修改指针指向的对象。

你的第二个例子明确地打破了契约，放弃了 const 限定符，然后修改接收到的指针指向的对象。永远不要这样做。

此 "contract" 由编译器强制执行。 *dummy = 1 无法编译。演员是一种绕过它的方法，通过告诉编译器你真的知道你在做什么并让你去做。不幸的是 "I really know what I am doing" 通常情况并非如此。

const 也可以被编译器用来执行优化，否则无法执行优化。

未定义的行为注释：

请注意，虽然转换本身在技术上是合法的，但修改声明为 const 的值是未定义的行为。所以从技术上讲，原始函数是可以的，只要传递给它的指针指向声明为可变的数据。否则就是未定义行为。

_{在 post}

末尾有更多相关信息

至于动机和使用，让我们采用 strcpy 和 memcpy 函数的参数：

char* strcpy( char* dest, const char* src );
void* memcpy( void* dest, const void* src, std::size_t count );

strcpy 对 char 字符串进行操作，memcpy 对通用数据进行操作。虽然我使用 strcpy 作为示例，但以下讨论对于两者完全相同，但是 char * 和 const char * 用于 strcpy 以及 void * 和 const void * 用于 memcpy:

dest 是 char * 因为在缓冲区 dest 中函数将放置副本。该函数将修改此缓冲区的内容，因此它不是常量。

src 是 const char * 因为函数只读取缓冲区 src 的内容。它不会修改它。

只有通过查看函数的声明，调用者才能断言以上所有内容。根据合同 strcpy 不会修改作为参数传递的第二个缓冲区的内容。

const 和 void 是正交的。以上所有关于 const 的讨论都适用于任何类型 (int, char, void, ...)

void * 在 C 中用于 "generic" 数据。

关于未定义行为的更多信息：

案例一：

int a = 24;
const int *cp_a = &a; // mutabale to const is perfectly legal. This is in effect
                      // a constant view (reference) into a mutable object

*(int *)cp_a = 10;    // Legal, because the object referenced (a)
                      // is declared as mutable

案例二：

const int cb = 42;
const int *cp_cb = &cb;
*(int *)cp_cb = 10;    // Undefined Behavior.
                       // the write into a const object (cb here) is illegal.

我从这些例子开始，因为它们更容易理解。从这里到函数参数只有一步：

void foo(const int *cp) {
    *(int *)cp = 10;      // Legal in case 1. Undefined Behavior in case 2
}

案例一：

int a = 0;
foo(&a);     // the write inside foo is legal

案例二：

int const b = 0;
foo(&b);     // the write inside foo causes Undefined Behavior

我必须再次强调：除非你真的知道自己在做什么，并且现在和将来从事代码工作的所有人都是专家并且理解这一点，并且你有良好的动力，除非所有以上都满足了，永远不要抛弃constness!!

Answer 2

int test(const int* dummy)
{
   *(char*)dummy = 1;
   return 0;
}

不，这行不通。丢弃常量性（使用真正的 const 数据）是 未定义的行为 并且您的程序可能会崩溃，例如，如果实现将 const 数据放入 ROM。 "it works" 的事实不会改变您的代码是 ill-formed.

的事实

At least for me, when I used void*, I tend to cast it to char* for pointer arithmetic in stacks or for tracing. How can const void* prevent subroutine functions from modifying the data at which vpointer is pointing?

A const void* 表示指向某些无法更改的数据的指针。是的，为了阅读它，您必须将其转换为具体类型，例如 char。但是我说的是阅读，而不是写作，这又是UB。

这方面的内容更深入 here。 C 允许您完全绕过 type-safety：防止这种情况是您的工作。

Answer 3

给定 OS 上的给定编译器可能会将其某些 const 数据放入 read-only 内存页中。如果是这样，尝试写入该位置将在硬件中失败，例如导致一般保护错误。

const 限定符只是意味着写有 未定义的行为 。这意味着语言标准允许程序在您这样做（或其他任何事情）时崩溃。尽管如此，如果您认为自己知道自己在做什么，C 会让您搬起石头砸自己的脚。

您无法阻止子例程重新解释您提供给它的位以及它想要的运行任何机器指令。您正在调用的库函数甚至可能是用汇编语言编写的。但是对 const 指针这样做是 未定义的行为 ，你真的不想调用 未定义的行为 .

在我的脑海中，一个罕见的例子可能有意义：假设你有一个传递句柄参数的库。它如何生成和使用它们？在内部，它们可能是指向数据结构的指针。所以这是一个你可能 typedef const void* my_handle; 的应用程序，所以如果你的客户试图取消引用它或错误地对其进行算术运算，编译器将抛出一个错误，然后将它转换回你的库函数中指向你的数据结构的指针。这不是最安全的实现，你要小心可以将任意值传递给你的库的攻击者，但它非常 low-overhead.

什么时候使用 const void*？

When to use const void*?

c

pointers

type-safety