将const char *传递给带有char *的外部库的函数

Question

考虑我在动态外部库libExternal.dylib中有以下功能：

void print(char* str)
{
    // Changes the first char to 'a' and prints the string
    *str = 'a';
    printf("%s\n", str);
}

接下来，我有一个可执行文件加载这个外部库并调用该函数（省略错误检查）：

int main(int argc, const char * argv[])
{
    void* hLib = dlopen("libExternal.dylib", RTLD_LAZY | RTLD_LOCAL);

    typedef void(*printFunc)(const char*);
    printFunc func = (printFunc)dlsym(hLib, "print");

    std::string test = "hello";
    func(test.c_str());

    dlclose(hLib);

    return 0;
}

如您所见，库中定义的函数将char*作为参数。使用dlsym时，我让它获得了一个const char*的函数。它有效！

我的问题是，这怎么可能？动态加载器是否忽略const类型？我真的找不到任何答案，所以请帮助我！ ：）

修改 我知道这段代码是错误的，我只想了解这是怎么回事。

Answer 1

它有效，但并不意味着它是正确的。

它不会忽略const类型，而是将外部函数转换为接受const类型的函数：

typedef void(*printFunc)(const char*);
                         ^^^^^^^^^^^

printFunc func = (printFunc)dlsym(hLib, "print");
                 ^^^^^^^^^^^

并尝试使用正确的函数签名来避免由于修改const值而导致 未定义的行为 。

Answer 2

将const char *传递给foo(char *str)是未定义的行为（UB）。

它可能有效，但可能没有。它肯定不适用于阻止写入const内存的系统。其他系统是宽松的，后续操作可能/可能无法按预期工作。

C11草案6.7.3。 6

Answer 3

考虑以下代码：

#include <stdio.h>
int
main(int argc, char **argv)
{
        char a[] = "foo";
        const char *b = a;
        char *c = (char *)b;
        *c = 'a';
        printf("%s\n", b);
        return 0;
}

这相当于你在内部做的事情。理论上char *c = (char *)b; *c = 'a';是非法的，但实际上它恰好在这种特殊情况下起作用。

将const视为API的编写者与该API的用户之间的一种契约，而不是由编译器和运行时严格执行的内容。 const存在的第二个原因是它允许将字符串文字放入程序中的只读段，以便进行许多有用的优化（如字符串的重复数据删除），但我认为主要是const只是提醒程序员。

这就是为什么在大型项目中我看到将const添加到函数参数有时被称为“const中毒”。你毒害了一些传递给许多不同API层的字符串或结构，以保证它不会在任何层中被修改。添加const本身的行为对于发现无意识的修改发生的位置非常有价值。你总是可以很容易地摆脱const并打破合同，但是如果不这样做，你就可以更容易地阅读和调试你的程序。我甚至做过一些实验，如果编译器期望const被尊重，编译器就不会进行合理的优化。

有时甚至有必要以完全正当的理由抛弃const。例如，当你有这样的事情时：

struct foo {
    const char *string;
    int dynamic;
};
void
foo_dynamic(struct foo *f, int x)
{
    f->dynamic = 1;
    f->string = malloc(16);
    snprintf(&s->string, 16, "%d", x);
}
void
foo_static(struct foo *f, const char *x)
{
    f->dynamic = 0;
    f->string = x;
}
void
foo_free(struct foo *f)
{
    if (f->dynamic)
        free((void *)f->string);
    free(f);
}

在这种情况下，我们在API中承诺，我们不会更改foo->string生命期内foo指向的内容，但我们仍需要能够免费如果我们自己分配它。语言原教旨主义者律师可能会说这是未定义的行为（它是）并且有解决方案可以实现同样的事情（有），但这在实践中非常普遍。