Question

我尝试编写自己的strchr（）方法实现。

现在看起来像这样：

char *mystrchr(const char *s, int c) {
    while (*s != (char) c) {
        if (!*s++) {
            return NULL;
        }
    }
    return (char *)s;
}

最后一行是

return s;

但这不起作用，因为s是const。我发现需要这个演员（char *），但老实说我不知道我在那里做什么:(有人可以解释一下吗？

Answer 1

我认为这实际上是C标准对strchr()函数定义的一个缺陷。（我会很高兴被证明是错的。）（回答这些评论，它是否真的是一个缺陷是有争议的;恕我直言，它仍然是糟糕的设计。可以安全使用，但它太容易了不安全地使用它。）

以下是C标准所说的内容：

char *strchr(const char *s, int c);

strchr 函数定位第一次出现的 c （转换为字符）在 s 指向的字符串中。该终止空字符被认为是字符串的一部分。

这意味着这个程序：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    const char *s = "hello";
    char *p = strchr(s, 'l');
    *p = 'L';
    return 0;
}

即使它小心地将指向字符串文字的指针定义为 const char的指针，也有未定义的行为，因为它修改了字符串文字。 gcc，至少，没有对此发出警告，程序因分段错误而死亡。

问题是strchr()采用const char*参数，这意味着它承诺不会修改s指向的数据 - 但它会返回普通char* ，允许调用者修改相同的数据。

这是另一个例子; ~~它没有未定义的行为，但~~它悄悄地修改了一个const限定的对象而没有任何强制转换（进一步认为，我相信它有未定义的行为）：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    const char s[] = "hello";
    char *p = strchr(s, 'l');
    *p = 'L';
    printf("s = \"%s\"\n", s);
    return 0;
}

我认为，（回答您的问题），strchr()的C实现必须将其结果转换为const char*转换为char*，或者执行相同的操作

这就是为什么C ++在对C标准库进行的少数更改之一中用两个同名的重载函数替换strchr()：

const char * strchr ( const char * str, int character );
      char * strchr (       char * str, int character );

当然C不能这样做。

替代方法是将strchr替换为两个函数，一个使用const char*并返回const char*，另一个使用char*并返回{{} 1}}。与C ++不同，这两个函数必须具有不同的名称，可能是char*和strchr。

（从历史上看，strcchr已经定义const后添加到了strchr()。这可能是在不破坏现有代码的情况下保留strchr()的唯一方法。）

strchr()不是唯一存在此问题的C标准库函数。受影响的功能列表（我认为此列表已完成，但我不保证）：

void *memchr(const void *s, int c, size_t n);
char *strchr(const char *s, int c);
char *strpbrk(const char *s1, const char *s2);
char *strrchr(const char *s, int c);
char *strstr(const char *s1, const char *s2);

（全部在<string.h>中声明）和：

void *bsearch(const void *key, const void *base,
    size_t nmemb, size_t size,
    int (*compar)(const void *, const void *));

（在<stdlib.h>中声明）。所有这些函数都使用指向const数据的指针，该数据指向数组的初始元素，并返回指向该数组元素的非const指针。

Answer 2

从非修改函数返回非const指针到const数据的做法实际上是在C语言中广泛使用的 idiom 。它并不总是漂亮，但它已经相当成熟。

这里的reationale很简单：strchr本身就是一个非修改操作。然而，对于常量字符串和非常量字符串，我们需要strchr功能，这也会将输入的常量传播到输出的常量。 C和C ++都没有为这个概念提供任何优雅的支持，这意味着在两种语言中你都必须编写两个几乎相同的函数，以避免带有const正确性的任何风险。

在C ++中，你可以通过声明两个具有相同名称的函数来使用函数重载

const char *strchr(const char *s, int c);
char *strchr(char *s, int c);

在C中你没有函数重载，所以为了在这种情况下完全强制const正确，你必须提供两个带有不同名称的函数，比如

const char *strchr_c(const char *s, int c);
char *strchr(char *s, int c);

虽然在某些情况下这可能是正确的做法，但它通常（并且正确地）被认为过于繁琐且涉及C标准。您可以通过仅实现一个函数

以更紧凑（尽管风险更大）的方式解决这种情况

char *strchr(const char *s, int c);

将非const指针返回到输入字符串中（通过在出口处使用强制转换，就像您一样）。请注意，此方法不违反任何语言规则，但它为调用者提供了违反它们的方法。通过抛弃数据的常量，这种方法简单地将责任从函数本身委托给调用者。只要调用者知道发生了什么并记得“玩得很好”，即使用const限定指针指向const数据，由此类函数创建的const-correctness中的任何临时破坏都会立即得到修复。

我认为这个技巧是减少不必要的代码重复的完全可接受的方法（特别是在没有函数重载的情况下）。标准库使用它。假设你明白自己在做什么，你也没有理由避免它。

现在，关于strchr的实现，从风格的角度来看，我看起来很奇怪。我会使用循环标头迭代我们正在操作的整个范围（完整字符串），并使用内部if来捕获提前终止条件

for (; *s != '\0'; ++s)
  if (*s == c)
    return (char *) s;

return NULL;

但这样的事情总是个人喜好的问题。有人可能更喜欢

for (; *s != '\0' && *s != c; ++s)
  ;

return *s == c ? (char *) s : NULL;

有些人可能会说在函数内修改函数参数（s）是一种不好的做法。

Answer 3

const关键字表示无法修改参数。

您无法直接返回s，因为s被声明为const char *s，并且该函数的返回类型为char *。如果编译器允许您这样做，则可以覆盖const限制。

向char*添加一个显式强制转换告诉编译器你知道自己在做什么（尽管Eric解释说，如果你不这样做会更好。）

更新：为了上下文，我引用了Eric的答案，因为他似乎删除了它：

你不应该修改s，因为它是一个const char *。

相反，定义一个表示char *类型结果的局部变量，并用它代替方法体中的s。

Answer 4

函数返回值应该是字符的常量指针：

strchr接受const char*并且还应返回const char*。你返回一个非常量，这是有潜在危险的，因为返回值指向输入字符数组（调用者可能期望常量参数保持不变，但如果它的任何部分返回为{{1}它是可修改的指针）。

如果找不到匹配的字符，则函数返回值应为NULL：

如果找不到所寻找的角色，char *也应返回strchr。如果在找不到字符时返回非NULL，或者在这种情况下返回s，则调用者（如果他认为行为与strchr相同）可能会假设结果中的第一个字符实际匹配（没有NULL返回值没有办法判断是否有匹配。）

（我不确定这是不是你打算做的。）

以下是执行此操作的功能示例：

我写了这个函数并运行了几个测试;我添加了一些非常明显的健全性检查以避免潜在的崩溃：

NULL

strchr实现如何工作

4 个答案: