為什么將“指向非常量的指針的指針”轉換為“指向常量的指針的指針”是不合法的

Question

將指向非常量的指針轉換為指向常量的指針是合法的。

那么為什么將指向非 const的指針的指針轉換為指向 const的指針的指針是不合法的呢？

例如，為什么下面的代碼是非法的：

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

Answer 1

從標准：

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

忽略您的代碼並回答您的問題的原則，請參閱 comp.lang.c 常見問題解答中的此條目：為什么我不能將 char ** 傳遞給需要 const char ** 的函數？

不能將char **值分配給const char **指針的原因有些模糊。 鑒於const限定符完全存在，編譯器希望幫助您遵守不修改const值的承諾。 這就是為什么您可以將char *分配給const char * ，而不是相反：將const -ness“添加”到一個簡單的指針顯然是安全的，但將其刪除會很危險。 但是，假設您執行了以下更復雜的一系列作業：

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

在第 3 行，我們將char **分配給const char ** 。 （編譯器應該抱怨。）在第 4 行，我們將const char *分配給const char * ； 這顯然是合法的。 在第 5 行，我們修改了char *指向的內容——這應該是合法的。 但是， p1最終指向c ，即const 。 這出現在第 4 行，因為*p2實際上是p1 。 這是在第 3 行中設置的，這是一個被禁止的表單的分配，這正是第 3 行被禁止的原因。

由於您的問題被標記為 C++ 而不是 C，它甚至解釋了要使用的const限定符：

（C++ 有更復雜的分配 const 限定指針的規則，這使您可以在不產生警告的情況下進行更多類型的分配，但仍然可以防止無意中嘗試修改 const 值。C++ 仍然不允許將char **分配給const char ** ，但它會讓您擺脫將char **分配給const char * const * 。）

Answer 3

就因為沒有人發布解決方案，這里：

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為什么）

Answer 4

C++11 草案標准在第4.4節的注釋中解釋了這一點，其中說：

[注意：如果程序可以將 T** 類型的指針分配給 const T** 類型的指針（即，如果允許下面的第 1 行），則程序可能會無意中修改 const 對象（因為它已完成）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]

一個有趣的相關問題是Given int **p1 和 const int **p2 is p1 == p2 wellformed? .

請注意， C++ FAQ對此也有解釋，但我更喜歡標准中的解釋。

與注釋一致的文本如下：

轉換可以在多級指針的第一個以外的級別添加 cv 限定符，遵循以下規則：56

如果存在類型 T 和整數 n > 0 使得兩個指針類型 T1 和 T2 相似：

T1 是 cv1,0 指向 cv1,1 的指針指向 · · · cv1,n−1 指向 cv1,n 的指針 T

和

T2 是 cv2,0 指向 cv2,1 的指針指向 · · · cv2,n−1 指向 cv2,n 的指針 T

其中每個 cvi,j 是 const、volatile、const volatile 或什么都沒有。 指針類型中第一個之后的 cv 限定符的 n 元組，例如，指針類型 T1 中的 cv1,1, cv1,2, · · · , cv1,n，稱為指針類型的 cv 限定簽名. 當且僅當滿足以下條件時，類型 T1 的表達式才能轉換為類型 T2：

• 指針類型相似。
• 對於每個 j > 0，如果 const 在 cv1,j 中，那么 const 在 cv2,j 中，對於 volatile 也是如此。
• 如果 cv1,j 和 cv2,j 不同，則 const 在每個 cv2,k 中，因為 0 < k < j。

Answer 5

這里有兩條規則需要注意：

• 如果 T 和 U 是不同的類型，則 T T*和U*之間沒有隱式轉換。
• 您可以隱式地將T*為T const * 。 （“指向 T 的指針”可以轉換為“指向 const T 的指針”）。 在 C++ 中，如果T也是指針，那么這個規則也可以應用於它（鏈接）。

例如：

char**表示：指向 char 指針的指針。

而const char**意味着：指向 const char 指針的指針。

由於指向 char 的指針和指向 const char 的指針是不同的類型，僅在常量性方面不同，因此不允許進行強制轉換。 要強制轉換的正確類型應該是指向 char 的 const 指針。

因此，要保持 const 正確，您必須從最右邊的星號開始添加 const 關鍵字。

所以char**可以轉換為char * const * ，也可以轉換為const char * const * 。

此鏈接僅適用於 C++。 在 C 中，這種鏈接不起作用，因此在該語言中，您不能正確地轉換多於一層的指針 const。