為什么“具有const成員的結構”類型的指針不能指向“具有非const成員的結構”？

Question

該代碼無法編譯：

struct s_t {
    int a;
};

struct c_s_t {
    const int a;
};

s_t s;
c_s_t *c_s = &s;

ibug@ubuntu:~ $ g++ -fsyntax-only t.cpp
t.cpp:10:15: error: cannot convert ‘s_t*’ to ‘c_s_t*’ in initialization
 c_s_t *c_s = &s;
               ^

但是，此代碼可以完美地編譯：

int a, *pa = &a, **ppa = &pa, ***pppa = &ppa;
const int * const * const * const cpcpcpa = pppa;

我知道在任何級別上具有更高CV資格的指針都可以指向在任何級別上具有更低CV資格的對象，但是為什么結構不一樣？

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上面的問題陳述是一個更復雜問題的MCVE，其中我的朋友正在嘗試在t_s_t<T>和t_s_t<const T>之間轉換指針，其中t_s_t是具有一個模板參數typename的模板結構類型，而T是一個任意類型。

Answer 1

原因是s_t和c_s_t是不同的類型。

即使將c_s_t定義為：

struct c_s_t {
    int a; // <-- non-const!
};

然后：

s_t s;
c_s_t *c_s = &s;

它仍然無法正常工作。

Answer 2

類型錯誤是您的問題，您只是在嘗試分配錯誤的類型。

這將工作：

s_t s;
s_t *c_s = &s; //types are matching

Answer 3

這兩個是不同的結構，它們是不可轉換的。 它們具有相同的成員這一事實無關緊要，即使您從c_s_t刪除了const ，它也不會改變任何東西。

您的其他示例之所以有效，是因為您將修飾符應用於一種類型。 例如，這是完全合法的：

struct s_t {
    int a;
};

s_t s;
const s_t const* cs = &s;

Answer 4

我了解在任何級別上具有更高CV資格的指針都可以指向在任何級別上具有較低CV資格的對象

這實際上是不對的，至少不是您所描述的那樣。 只能任意添加最高的CV限定詞（當然，指針本身也可以添加CV限定詞！），在C和C ++中都是這種情況。

這是“任何級別”概念的反例，直接取自當前標准草案的[conv.qual/3] ：

[注意：如果程序可以將類型T**的指針分配給類型const T**的指針（也就是說，如果允許下面的第1行），則程序可能會無意中修改const對象（這樣做就可以了）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]

無論如何，然后您會問：

但是為什么結構不一樣呢？

當然，您可以將const T*指向T ，但這不是您要做的。 此規則不適用於遞歸。 類可以容納一個以上的成員，因此您的方法通常無法正常使用（單成員類不需要特殊的規則）。

在這種情況下，這兩個類在布局上是兼容的，因此我希望reinterpret_cast在大多數情況下都起作用：

struct s_t {
    int a;
};

struct c_s_t {
    const int a;
};

int main()
{
   s_t s;
   c_s_t *c_s = reinterpret_cast<c_s_t*>(&s);
}

（ 現場演示 ）

但是，似乎在布局兼容性優點上的別名實際上定義不明確，因此最終最好還是重新考慮設計。

tl; dr：不同的類型是不同的類型。