为什么argc不是常量？

Question

int main( const int argc , const char[] const argv)

作为Effective C++第3条所述“尽可能使用const”，我开始思考“为什么不将这些‘常量’参数设置为const”？

在程序中是否存在修改argc值的情况？

- Dinushan

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你可以将 argc 声明为 const。 - Oliver Charlesworth

我已经看到许多生产质量的代码使用这种方式：--argc - Aniket Inge

我认为这可能与C语言的遗留问题有关，但我不知道具体是什么。 - Luis Machuca

我猜“尽可能使用const”是指通过引用传递的东西，在函数内的任何修改在函数退出后仍然存在。对于通过值传递的东西，比如整数，这种情况并不适用，所以将其声明为“const”没有任何好处；实际上，将“argc”声明为“const int”意味着您无法在函数内部将其用作计数器等变量。 - Steve Melnikoff

我不同意 const 作为传值参数并不能获得任何好处的说法。可以参考以下链接：https://dev59.com/Bmoy5IYBdhLWcg3wMLOj#8714278 和 https://dev59.com/iXVD5IYBdhLWcg3wBWvd#117557。 - leonbloy

Answer 1

在这种情况下，历史是一个因素。C将这些输入定义为“非常量”，与（很大一部分）现有的C代码兼容是C++的早期目标之一。

一些UNIX API，例如getopt，实际上确实操作argv[]，所以它也不能被设置为const。

（顺便说一下：有趣的是，尽管getopt的原型表明它不会修改argv[]但可能会修改指向的字符串，但Linux手册指出getopt重新排列其参数，并且他们似乎知道自己在做坏事。 Open Group的手册没有提到这种排列。）

在argc和argv上放置const并没有多大好处，而且会使一些老派编程实践失效，例如：

// print out all the arguments:
while (--argc)
    std::cout << *++argv << std::endl;

我已经用C语言编写了这样的程序，我知道我不是唯一的。我从某个地方复制了示例。

- Joe Z

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-1 关于“某些UNIX API，例如getopt，实际上确实操作argv[]，因此不能为此原因使其成为const。” 人们可以自由地将顶层的const添加到argv中，而不会影响任何C函数所能做的事情。此外，getopt声明为int getopt(int argc, char * const argv[], const char *optstring);。在这里，“const”不是顶层的，但是它声明指针是const，承诺不修改它们（尽管它们指向的字符串可能会被修改）。 - Cheers and hth. - Alf

很抱歉，我查看的文档(http://man7.org/linux/man-pages/man3/getopt.3.html)不一致：签名不允许这种置换。请参见示例(http://coliru.stacked-crooked.com/a/6fcab492c134b11c)。然而下面的文本说它确实会置换。所以，我撤销了反对票。 - Cheers and hth. - Alf

你需要进行一些编辑才能“解锁”，这样我才能取消踩。不，你误解了原型。看看我提供的示例和编译错误，“分配只读位置”。 - Cheers and hth. - Alf

@Cheersandhth.-Alf：很有趣...我查了一下头文件中的原型，它有char* const* ___argv，但实际接口遵循const char **。这样很容易混淆。我混淆了[]和*相对于const的优先级。请原谅我的错误。 - Joe Z

FYI：GNU getopt() 知道它不遵循标准，因为它会注意 POSIXLY_CORRECT 环境变量以使其正确地运行。特别是，POSIX 不会对参数进行置换，并且不会在第一个非选项参数之后查找选项。 - Jonathan Leffler

Answer 2

C标准（ISO/IEC 9899:2011）如下所述：

5.1.2.2.1程序启动

¶1 在程序启动时调用的函数名为main。实现不声明此函数的原型。它应该定义为具有整数返回类型和没有参数的函数：

int main(void) { /* ... */ }

或者使用两个参数（这里被称为argc和argv，尽管可以使用任何名称，因为它们是在声明它们的函数中本地的）：

int main(int argc, char *argv[]) { /* ... */ }

¹⁰⁾或以其他实现定义的方式。

¶2 如果它们被声明，main函数的参数应遵守以下约束：

• argc的值必须为非负数。
• argv[argc] 必须是空指针。
• 如果 argc 的值大于零，则数组成员 argv[0] 到 argv[argc-1] （含）必须包含指向字符串的指针，这些指针在程序启动前由主机环境赋予实现定义的值。目的是为了向程序提供从托管环境中其他位置确定的信息。如果主机环境无法提供同时具有大写和小写字母的字符串，则实现必须保证字符串以小写形式接收。
• 如果 argc 的值大于零，则由 argv[0] 指向的字符串表示程序名称；如果程序名称不可从主机环境获得，则 argv[0][0] 必须是空字符。如果 argc 的值大于 1，则由 argv[1] 到 argv[argc-1] 指向的字符串表示程序参数。
• 参数 argc 和 argv 以及 argv 数组指向的字符串必须可由程序修改，并在程序启动和程序终止之间保留它们的最后存储值。

¹⁰⁾因此，int 可以被定义为 int 的 typedef 名称替换，或者将 argv 的类型写成 char **argv 等等。

请注意最后一个要点。它说 argc 和 argv 都应该是可修改的。它们不一定需要被修改，但可能会被修改。

- Jonathan Leffler

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有趣。半相关的是，我遇到了一个导致崩溃的错误，原因是Qt的QApplication(argc,argv)构造函数被定义为引用argc（http://qt-project.org/doc/qt-5.0/qtwidgets/qapplication.html#QApplication）。这让我感到惊讶。 - HostileFork says dont trust SE

Answer 3

argc通常不是一个常量，因为main()函数的签名早于const。

由于argc是一个堆栈变量，改变它不会影响除了你自己的命令行处理以外的任何东西。

当然，如果您愿意，可以将其声明为const。

- razeh

Answer 4

在形式参数上使用顶层 const 不是函数类型的一部分。您可以随意添加或删除它：它只影响函数实现中对参数的使用。

因此，对于 argc，您可以自由添加 const。

但是对于 argv，如果使字符数据为 const，就会改变函数签名。这意味着它不是标准的 main 函数签名之一，并且将不必被识别为 main 函数。所以，这不是一个好主意。

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不使用标准的 main 参数的一个好理由是，在 Windows 中，它们无法表示带有国际字符文件名等实际程序参数。这是因为在 Windows 中，它们按照非常强的惯例编码为 Windows ANSI。在 Windows 中，您可以通过 GetCommandLine API 函数实现更可移植的参数访问功能。

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总之，没有什么阻止您向 argc 添加 const，但在 argv 上使用最有用的 const 将给您提供一个非标准的 main 函数，很可能不会被识别为这样的函数。令人欣慰的是（以一种讽刺的方式），有很好的理由不使用标准的 main 参数来编写可移植的严肃代码。简单地说，它们只支持旧的 ASCII，只有英文字母。

- Cheers and hth. - Alf

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如果您正在使用Cygwin或其他正确支持UTF-8的libc进行Windows开发（据我所知，目前只有Cygwin），则标准的main签名可以正常工作，并且您可以接收任意Unicode参数。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

@R 它们在大多数*nix平台上也可以很好地工作。问题不在于它们能否在可用的平台上工作，而是这是一个非常好的倡议，正好我也在做同样的事情，或多或少地认真对待。 - Cheers and hth. - Alf

Answer 5

的签名有些深远的历史意义，它来自于C语言。在C语言历史上不存在const。

然而，你可以将参数声明为const，因为const的作用仅限于编译时。

- George

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当你说“历史上的C语言”时，我们在谈论多久以前的历史？ - Joe Z

在 C89/C90 中加入了 const 关键字，之前它并不属于 C 的一部分。 - Jonathan Leffler

@JonathanLeffler：你知道吗，我已经忘记了。我是在1992年学习C语言的。在那之前，我是一个Pascal、BASIC和汇编语言的黑客。 - Joe Z

Answer 6

因为argc是一个局部变量（在C++中不是引用或其他东西），并且由于main的特殊地位意味着向后兼容性的花招赋予它巨大的自由度，而没有强制应用程序将其设置为const的必要性。

main() {}

int main() {}

main() { return 0; }

main(int argc, char* argv[]) { return 0; }

int main(const int argc, const char** argv) { /* no return*/ }

这些以及其他许多变体都可以在广泛的C和C++编译器上编译。

因此，归根结底，argc并非不是const，只是它不必是，但如果您想使其成为const，那么它可以是。

http://ideone.com/FKldHF，C示例：

main(const int argc, const char* argv[]) { return 0; }

http://ideone.com/m1qc9c，这是一个C++示例。

main(const int argc) {}

- kfsone

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请注意，C99甚至C11中不再支持没有显式返回类型的变量，尽管编译器出于向后兼容性的原因仍然允许使用。C++编译器不应接受没有返回类型的变量。 - Jonathan Leffler

@JonathanLeffler 是的，但是那里的最后一个ideone示例（http://ideone.com/m1qc9c）是带有`-std=c++11`的G++ 4.8.2。Clang也接受它，但会给出“warning：only one parameter on 'main' declaration [-Wmain]”的警告，而MSVC则只抗议缺少返回类型说明符和对argc的引用。再次，这是“诡计”和“余地” :) - kfsone

Answer 7

除了历史原因外，保持argc和argv非const的好理由是编译器实现不知道您将对main函数的参数执行什么操作，它只知道必须给您这些参数。

当您定义自己的函数及其相关原型时，您知道哪些参数可以使const，哪些参数会被您的函数修改。

把这个想法推到极致，您可以声明所有函数的所有参数都应该声明为const，然后如果您有理由更改它们（例如递减索引以搜索数组），您就必须创建本地非const变量，并将const参数的值复制到这些变量中。这会导致繁琐的工作和额外的LOC，没有真正的好处。一个不错的静态分析器会发现您是否未修改参数的值，并建议您将参数声明为const。

- Sam Skuce