C++中如何将动态声明的数组作为常量传递

Question

我使用以下函数动态创建了一个数组：

//..
    double ** allocate_2d(const int wd1, const int wd2){
    double **array = new double*[wd1];

    for(int idx=0; idx<wd1; idx++)
    {
        array[idx] = new double[wd2];
    }

    return array;
}

我希望将生成的数组作为常量参数传递到函数中。我希望在函数内部该数组是“只读”的。

func(const double ** array)
{
    // computations using array
}

然而我收到了以下错误信息：invalid conversion from ‘double**’ to ‘const double**’ 是否有可能做到这样的事情？

- EssentialAnonymity

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在C++中，每当你想到“动态数组”时，下一个想法几乎总是std::vector。使用std::vector，你将不会有现在的问题（我知道即使我找不到它，但这个问题已经有重复的了）。 - Some programmer dude

谢谢。我会尝试的。但我仍然想了解为什么它不起作用。 - EssentialAnonymity

在C++中，如果你关心性能和效率（这通常是选择C++的原因），每当你想到“多维数组”时，下一个想法应该是将其元素存储在一维数组中;)。 - Daniel Langr

请参见 http://c-faq.com/ansi/constmismatch.html 了解为什么不允许这样做。 - interjay

Answer 1

OP的签名原因

func(const double ** array){
    // computations using array
}

在将 double ** 作为参数传递时产生错误，这是由于资格转换规则导致的。

引用 https://en.cppreference.com/w/cpp/language/implicit_conversion（重点在于我）：

资格转换

• 类型为指向经过cv-qualified类型T修饰的指针的prvalue可以转换为指向更多经过cv修饰的同类型T的prvalue指针（也就是说，可以添加constness和volatility）。
• [...]

"更多"的cv-qualified意味着：

• 未经修饰的类型指针可以转换为const类型指针；
• [...]

对于多级指针，有以下限制：一个多级指针P1，它是一个cv¹₀-限定的指向cv¹₁-限定的指向...cv¹_n-1-限定的指向cv¹_n-限定的T的指针，只有在以下情况下才能转换为多级指针P2，它是一个cv²₀-限定的指向cv²₁-限定的指向...cv²_n-1-限定的指向cv²_n-限定的T的指针：

• 两个指针的级数n相同；
• 如果P1的某个级别（除了零级）的cv¹_k限定中有一个const，则P2的相同级别的cv²_k也必须有一个const；
• [...]
• 如果在某个级别k上，P2比P1更cv-qualified，则在每个单独级别（除了零级）的P2上直到k都必须有一个const：cv²₁、cv²₂ ... cv²_k。
• [...]
• 零级由非多级资格转换规则处理。

char** p = 0;
const char** p1 = p; // 错误：级别2更cv-qualified，但级别1不是const
const char* const * p2 = p; // 正确：级别2更cv-qualified，
                            // 并在级别1添加了const

请注意，在C编程语言中，只能将const/volatile添加到第一级：

char** p = 0;
char * const* p1 = p; // 在C和C++中都正确
const char* const * p2 = p; // 在C中错误，在C++中正确

因此，为了强制实现常量性，需要将签名更改为

void func(double const * const * array) {
    // ...               ^^^^^ 
}

话虽如此，如果可能的话，我强烈建议更改整体设计并避免使用动态分配的不规则数组。

- Bob__

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你应该尝试解释一下为什么OP的原始尝试const double ** array不能工作。 - Mark Ingram

Answer 2

你可以使用const_cast来向对象添加const属性（需要显式转换）。

double **p = allocate_2d(100,200);

// populate p

func(const_cast<const double**>(p));//array pointed by p will be read only inside func

不过，你需要考虑是否真的需要在那里使用 const。

- dsp_user

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不，解决方案是使“func”定义正确。 - Mark Ingram

不，人们绝对不会这样做。如果您想传达一个函数不修改参数的信息，那么请将该参数标记为“const”，以便编译器防止修改，并确保正确的类型通过。 - Mark Ingram

@Mark Ingram，是的，那可能是正确的解决方案。然而，有时人们使用“const”来让其他人知道在函数中对象不会被改变。 - dsp_user

@dsp_user 类的方法后面的const与此问题无关。 - Bernhard

@Bernhard，我从未在任何地方提到过类。你具体是什么意思？ - dsp_user