为什么将“指向非常量的指针的指针”转换为“指向常量的指针的指针”是不合法的

Question

将指向非常量的指针转换为指向常量的指针是合法的。

那么为什么将指向非 const的指针的指针转换为指向 const的指针的指针是不合法的呢？

例如，为什么下面的代码是非法的：

char *s1 = 0;
const char *s2 = s1; // OK...
char *a[MAX]; // aka char **
const char **ps = a; // error!

Answer 1

从标准：

const char c = 'c';
char* pc;
const char** pcc = &pc;   // not allowed
*pcc = &c;
*pc = 'C';                // would allow to modify a const object

Answer 2

忽略您的代码并回答您的问题的原则，请参阅 comp.lang.c 常见问题解答中的此条目：为什么我不能将 char ** 传递给需要 const char ** 的函数？

不能将char **值分配给const char **指针的原因有些模糊。 鉴于const限定符完全存在，编译器希望帮助您遵守不修改const值的承诺。 这就是为什么您可以将char *分配给const char * ，而不是相反：将const -ness“添加”到一个简单的指针显然是安全的，但将其删除会很危险。 但是，假设您执行了以下更复杂的一系列作业：

 const char c = 'x'; /* 1 */ char *p1; /* 2 */ const char **p2 = &p1; /* 3 */ *p2 = &c; /* 4 */ *p1 = 'X'; /* 5 */

在第 3 行，我们将char **分配给const char ** 。 （编译器应该抱怨。）在第 4 行，我们将const char *分配给const char * ； 这显然是合法的。 在第 5 行，我们修改了char *指向的内容——这应该是合法的。 但是， p1最终指向c ，即const 。 这出现在第 4 行，因为*p2实际上是p1 。 这是在第 3 行中设置的，这是一个被禁止的表单的分配，这正是第 3 行被禁止的原因。

由于您的问题被标记为 C++ 而不是 C，它甚至解释了要使用的const限定符：

（C++ 有更复杂的分配 const 限定指针的规则，这使您可以在不产生警告的情况下进行更多类型的分配，但仍然可以防止无意中尝试修改 const 值。C++ 仍然不允许将char **分配给const char ** ，但它会让您摆脱将char **分配给const char * const * 。）

Answer 3

就因为没有人发布解决方案，这里：

char *s1 = 0;
const char *s2 = s1; // OK...
char *a[MAX]; // aka char **
const char * const*ps = a; // no error!

（ http://www.parashift.com/c++-faq-lite/const-correctness.html#faq-18.17为什么）

Answer 4

C++11 草案标准在第4.4节的注释中解释了这一点，其中说：

[注意：如果程序可以将 T** 类型的指针分配给 const T** 类型的指针（即，如果允许下面的第 1 行），则程序可能会无意中修改 const 对象（因为它已完成）在第 2 行）。 例如，

 int main() { const char c = 'c'; char* pc; const char** pcc = &pc; // #1: not allowed *pcc = &c; *pc = 'C'; // #2: modifies a const object }

——尾注]

一个有趣的相关问题是Given int **p1 和 const int **p2 is p1 == p2 wellformed? .

请注意， C++ FAQ对此也有解释，但我更喜欢标准中的解释。

与注释一致的文本如下：

转换可以在多级指针的第一个以外的级别添加 cv 限定符，遵循以下规则：56

如果存在类型 T 和整数 n > 0 使得两个指针类型 T1 和 T2 相似：

T1 是 cv1,0 指向 cv1,1 的指针指向 · · · cv1,n−1 指向 cv1,n 的指针 T

和

T2 是 cv2,0 指向 cv2,1 的指针指向 · · · cv2,n−1 指向 cv2,n 的指针 T

其中每个 cvi,j 是 const、volatile、const volatile 或什么都没有。 指针类型中第一个之后的 cv 限定符的 n 元组，例如，指针类型 T1 中的 cv1,1, cv1,2, · · · , cv1,n，称为指针类型的 cv 限定签名. 当且仅当满足以下条件时，类型 T1 的表达式才能转换为类型 T2：

• 指针类型相似。
• 对于每个 j > 0，如果 const 在 cv1,j 中，那么 const 在 cv2,j 中，对于 volatile 也是如此。
• 如果 cv1,j 和 cv2,j 不同，则 const 在每个 cv2,k 中，因为 0 < k < j。

Answer 5

这里有两条规则需要注意：

• 如果 T 和 U 是不同的类型，则 T T*和U*之间没有隐式转换。
• 您可以隐式地将T*为T const * 。 （“指向 T 的指针”可以转换为“指向 const T 的指针”）。 在 C++ 中，如果T也是指针，那么这个规则也可以应用于它（链接）。

例如：

char**表示：指向 char 指针的指针。

而const char**意味着：指向 const char 指针的指针。

由于指向 char 的指针和指向 const char 的指针是不同的类型，仅在常量性方面不同，因此不允许进行强制转换。 要强制转换的正确类型应该是指向 char 的 const 指针。

因此，要保持 const 正确，您必须从最右边的星号开始添加 const 关键字。

所以char**可以转换为char * const * ，也可以转换为const char * const * 。

此链接仅适用于 C++。 在 C 中，这种链接不起作用，因此在该语言中，您不能正确地转换多于一层的指针 const。