Question

是否允许使用指向某种类型的指针作为指向不同类型的指针，如果它们具有其他相同的指针成员仅在指向值的常量中不同？

具体而言，给出以下两种结构：

struct type {
  char *a;
   int *b;
};

struct const_type {
  const char *a;
  const  int *b;
};

是否允许将指向type的指针视为指向const_type，反之亦然¹，例如将type指针传递给函数期望const_type指针如图所示：

int add(const const_type* t2) {
  return *t2->a + *t2->b;
}

int is_it_legal() {
  int some_int = 42;
  char blah[] = "six times and counting...";
  type t1 = {blah, &some_int};
  return add((const_type*)&t1);
}

我的总体动机是拥有一个foo和const_foo结构，它们的区别仅在于它们包含的嵌入指针所指向的对象的常量。对于任何不修改指向数据的函数，我想编写一个函数（采用const_foo变量）并使其适用于两种类型的对象。

¹显然在后一种情况下（使用const_type作为type如果导致尝试修改指向的值，则不安全它们被定义为const，但您可能认为这不会发生。）

Answer 1

不，行为不是由C标准定义的。（虽然它在各种意义上都是“允许的”，包括C实现可以支持这作为扩展。）

首先，C 2011 6.7.3 10说“要兼容两种合格类型，两者都应具有相同类型的兼容类型......”因此const char和char不兼容。

然后6.7.6.1说“要使两个指针类型兼容，两者都应具有相同的限定条件，并且两者都应成为兼容类型的指针。”因此const char *和char *不兼容。

接下来，6.2.7 1说“此外，如果他们的标签和成员满足以下要求，则在单独的翻译单元中声明的两种结构，联合或枚举类型是兼容的：......如果两者都在各自的翻译单元内的任何地方完成，那么以下附加要求适用：它们的成员之间应该有一对一的对应关系，以便每对相应的成员都被声明为兼容的类型; ......“此外，它还要求”如果一个声明带有标签，另一个应使用相同的标签声明。“因此结构不兼容。

最后，6.5 7告诉我们“对象的存储值只能由具有以下类型之一的左值表达式访问：与对象的有效类型兼容的类型，与之兼容的类型的限定版本对象的有效类型，......“第一个不适用，因为结构不兼容。第二个说你可以引用一个使用const版本的结构，遗憾的是不适用，因为这里的const限定了成员，而不是结构。

Answer 2

如果两个结构具有完全相同的成员列表，则甚至不能保证工作。该代码是严格的别名违规行为，通过type1类型的左值访问type2。

与严格的别名讨论一样：规则的文字没有明确规定，但是被广泛接受的x->y被定义为(*x).y，被视为{{*x的访问权限。 1}}用于严格别名的目的。这个代码的基本原理可以在这段代码中看到：

void f(struct A *a, struct B *b)
{
     a->x = 5;
     b->y = 6;
}

编译器可以自由地假设a->x和b->y不能相互别名，即使它们碰巧都有类型int，也不管它们在结构中的偏移量。

但是，如果声明包含两个结构类型的联合，并且该声明在尝试别名时可见，则会绕过严格别名规则，即使对象是别名目前还没有加盟！

See this thread有关该主题的良好报道，并对编译器合规性进行了评论。

回到你的问题：因为你的结构甚至不具有相同的成员列表，6.5.2.3 / 6中的文本关于联合中的常见初始序列：

如果相应的成员，两个结构共享一个共同的初始序列对于一个或多个初始成员的序列具有兼容类型（以及对于位字段，具有相同的宽度）。

不适用;这两种类型只是不相关的结构类型。（＆＃34;兼容类型＆＃34;的定义在6.2.7中 - 更改限定符使类型不兼容）。将它们放入工会并没有任何收获。

最后，正如链接线程所讨论的那样; 标准所说的和编译器实际上做什么在这个领域不是一回事。

Answer 3

IMO，我认为const在您想要使用它的方式上并不重要。另外，我认为你的意思是：

typedef struct type1 {
  char *a;
   int *b;
}type1;

typedef struct type2 {
  const char *a;
  const  int *b;
}type2;


int add(const type2* t2) {
  return t2->a[0] + *t2->b;
}

int is_it_legal() {

  int one = 1;    

  type1 t1 = {"third time the charm?", &one};
  return add((type2*)&t1);
}

具有不同const限定指针的结构之间的兼容性

3 个答案: