限制函数指针的转换

Question

我不明白为什么从类型为int (*)(const int&)的函数指针到类型为int (*)(int&)的指针进行static_cast是不合法的。如果我有一个函数指针，在技术上允许接受int&，但想要分配给它一个自愿放弃修改所指值权限的函数，难道它不能像原则上可以的函数一样表现出特例吗？

换句话说，既然我可以将任意int&传递给int (*)(const int&)函数，那么在标准中是否存在更深层次的原因，导致后者不能被视为int (*)(int&)的一个特例并分配给这样的变量？ M(!W)E:

int g(const int& q) {
  return q;
}

int main() {
  int (*f)(int&) = static_cast<int(*)(int&)>(g); // breaks
  int x = 1;
  return f(x);
}

- The Vee

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它们是不同类型的，标准明确规定了这种转换方式。不清楚的是什么？您想知道委员会的原因吗？ - skypjack

编译器不需要传递引用给常量版本。它可能只是被实现为 const int。 - Richard Critten

好的，那将是最好的。我知道它们是不同的类型（因此需要显式转换），我的问题是为什么它们不兼容。 - The Vee

@TheVee 这是 static_cast 的工作原理。它们是完全不同的类型，所以它们不会很快一起工作。如果你使用了 reinterpret_cast，那么它会编译，因为它的工作方式不同，但这是未定义的行为，我不建议使用它。 - skypjack

转换规则不够复杂，也没有协变参数。欢迎提出更改建议。 - Kerrek SB

我也不喜欢这种行为。它不仅在const/non-const上出现问题，而且在协变类型上也有问题。标准应该允许这种情况。目前，为了避免额外的包装函数调用，我在这种情况下使用reinterpret_cast（我知道，这是未定义行为，但实际上在我使用的所有编译器中都能正常运行）。 - geza

Answer 1

标准中是否有更深层次的原因，解释为什么这些问题通常无法回答。也许没有人认为这是值得探究的事情。总的来说，C++对协变和逆变的支持有限。有很多其他安全转换可能是可能的，不仅限于资格引用。

例如，像Animal*(*)(Dog*)这样的函数指针可以从Animal*(*)(Animal*)和Dog*(*)(Dog*)两种方式进行初始化。但是今天，两种转换都不受支持。

所以真正的答案可能是：撰写提案。

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然而，在这种情况下，我们仍然可以通过一个明显被低估的规则来实现所需的行为：几乎总是使用Lambda表达式。我们知道我们想要使用的函数的名称，并且没有捕获（我们不需要）的Lambda表达式可以转换为函数指针：

int (*f)(int&) = [](int& i) { return g(i); };

- Barry

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你可以将 T * 转换为 T const* 并且 你也可以 __将 T * 视为 T const*__，因此你可以将 T * * 转换为 T const* const* 等等。你可以将 Der * 转换为 Base *，但是 **你不能将 Der * 视为 Base ***，因此你无法将 Der * * 转换为 Base *const*。 - curiousguy

@curiousguy 什么？ - Barry

你可以通过类型为 T const * 的左值读取类型为 T* 的对象，但你不能通过继承关系相关的类型为 U* 的左值进行读取。 - curiousguy

@a curiousguy a) 你可以这样做：Base* b = new Derived b) 我仍然不明白你的评论与问题或答案有什么关系。 - Barry

你可以使用 float f = 1，但是 int 不是 float！你不能使用 int i; float &f = i;，而 int i; float &f = (float&)i; 虽然形式上正确，但行为未定义。另一方面，int const &rci = i; 是可以的，并且不会创建当前值 i 的副本（它根本不访问 i，i 可能未初始化）。const float &rcf = i; 是可以的，但会复制当前值 i 的值（i 的值必须被定义）。 - curiousguy

“你可以将指针值进行转换。将其分解为基本步骤：Derived *pd = new Derived; Base *pb = pd; 第二个声明读取了 d 的值。与 Derived *&rpd = pd 形成对比，它绑定了一个引用而不读取该值。现在考虑：Base *&prb = pd; 这是不合法的。你不能进行这样的引用绑定。当你执行 Base (*const (&prb)) = pd; 时（括号不是必需的，但为了清晰起见添加了），会创建 pd 的副本（需要定义并读取该值）。” - curiousguy