C语言--通过别名非const指针修改const

Question

在标准C中，一个函数是否可以使用别名指向的int *修改const int *类型的参数呢？换句话说，下面的代码是否保证在标准C中始终返回42和1？

#include <stdio.h>

void foo(const int *a, int *b)
{
    printf("%d\n", *a);
    *b = 1;
    printf("%d\n", *a);
}

int main(void)
{
    int a = 42;
    foo(&a, &a);
    return 0;
}

- reffox

Answer 1

在你的示例代码中，有一个整数。你使用一个常量指针和一个非常量指针来引用它。通过非常量指针修改整数是合法和明确定义的。

由于两个指针都指向整数，且常量指针不必指向常量对象，编译器应该预期从常量指针读取的值可能已发生更改，并需要重新加载该值。

请注意，如果你使用了“restrict”关键字，则情况将不同，因为它指定指针参数不与任何其他指针参数别名，因此编译器可以优化重新加载操作。

- Iskar Jarak

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因为有些人根据其他答案的状态而不是他们自己的知识来投票。这种“逻辑”是这样的：既然有另一个被踩的回答说是，那么我的回答也一定是错误的。另一个解释是，有人只是错了，但是非常热心地投票。 - this

提问的那个人自从提问以来就掉了3分，所以我猜他们可能被踩了，如果每次点击会扣1分的话。 - Darryl Miles

@DarrylMiles 什么？那跟什么有关系？ - Iskar Jarak

关于负分投票政策，我也在想谁会在不留评论的情况下对新回答进行负分投票？也许有人可以指引我查看关于这个问题的 Stack Overflow 传说？这与此处所做的评论有关。 - Darryl Miles

@DarrylMiles 人们总是以奇怪的方式投票（赞成或反对）。我认为没有可执行的政策，但如果你想听谣言，可以尝试搜索元数据。最近我读到了一件有趣的事情，大意是：“看看你认为非常愚蠢的所有问题。现在意识到，像那样的问题表明了一些用户的重要部分，他们可能会很乐意支持这些问题。” 同样的道理也适用于反对票。 - Iskar Jarak

@DarrylMiles 关于原帖（可能）失去3个声望值，投反对票会损失1个声望值，但反对票会使得问题失去2个声望值，且该问题已经有1个反对票，所以我们不应该从中做任何假设，这就是我对你最初评论感到困惑的原因。 - Iskar Jarak

Answer 2

是的，你的程序已经定义好了。 事实上，通过指向非const int变量的指针指向const int，不会使该变量变为const，它仍然可以通过指向int的指针或使用原始变量标签进行修改。

- this

Answer 3

可以这样做（如果您知道可以逃脱制裁）。

原因之一，您可能无法逃脱制裁，是因为您要写入的目标内存位于只读受保护区域中（例如常量数据），则会引发访问冲突。例如，在编译时任何常量都会以可执行文件的只读数据段形式存在。大多数平台支持在运行时防止写入它。

基本上不要这样做。

您的示例还存在其他问题，这可能不是最好的演示方式。例如，在第二个printf中需要重新加载*a，编译器可能将其优化掉！（它知道'a'没有改变，它知道'a'指向一个const，因此，它不需要通过执行内存加载操作来重新加载内存以获取第二个'*a'表达式的值，它可以重用它可能已经在寄存器中的值，因为它在第一次加载'*a'时就已经有了）。现在，如果您在之间添加一个内存屏障，那么您的示例可能会更好地工作。

https://en.wikipedia.org/wiki/Memory_barrier GCC? asm volatile（""：：："memory"）; //在第二个printf之前可能有效

但是针对你所问的实际问题，如果你了解其他相关内容，是可以做到的。

- Darryl Miles

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任何优化了reload out的编译器，对于第二个printf来说都是垃圾。不需要屏障。然后你的例子有更好的运行机会。我能说的只有：??? - this

请引用禁止此种优化的规范。 - Darryl Miles

你在争辩它可以优化掉，因此你必须引用允许这样做的部分。（当然这是不可能的。） - this

@DarrylMiles restrict 关键字的存在是为了允许这种优化 - 这不是默认允许发生的事情。 - Iskar Jarak

用GCC -O6编译成功了，函数声明为void foo(const int * const __restrict__ a, int * __restrict__ b)，第二个'const'起了作用。现在在-O0和-O6下输出有所变化。我可以确认你是正确的，restrict允许进行这种优化。添加内存屏障也可以使其始终正常工作，强制进行第二次加载。 :) - Darryl Miles

Answer 4

是的，它保证始终打印42和1。

const int *a 表示指向的值对于指针 a 是常量。

在函数中尝试从 a（*a = 10;）解引用，您将收到一个错误。

然而，指针 a 不是常量。例如，您可以执行 a = b。

b 可以指向与 a 相同的地址和/或修改该值，就像您在示例中所做的那样。 如果您声明 b 指针的值为常量（const int *b），则会收到一个错误。

我试着这样记忆：

const int *a - a 指向一个 int 类型的对象，不允许修改它（任何其他指向该对象的指针都可以根据其声明/定义进行操作）。

- Ely

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你给出了正确的答案，但是你的解释使用了不正确的术语。（我没有点踩） - this

我明白了，没问题。原帖中根本没有使用“常量”，所以我想不会有什么混淆。 - Ely

@Elyasin 在我们谈论需要修复的问题时，"const int *a - a points to a read-only object of type int" 这句话并不是完全正确的。它不一定要指向一个只读对象，尽管它可能会指向这样的对象。它只是表示不能通过 const 限定的指针修改对象。 - Iskar Jarak

没错。但我认为这有点过于学术化了。在这个例子中没有强制转换的情况。当然让原帖作者知道也是好的。 - Ely

@Elyasin 无论你是否是学术界的人士，你修改后的版本都更好。 - Iskar Jarak