常量双指针的惯用 C

Question

我知道在 C 中你不能隐式转换，例如，

char**

到

const char**

（参见 C-Faq、SO 问题 1、SO 问题 2）。

另一方面，如果我看到这样声明的函数：

void foo(char** ppData);

我必须假设该函数可能会更改传入的数据。 因此，如果我正在编写一个不会更改数据的函数，那么在我看来，最好声明：

void foo(const char** ppData); 甚至：

void foo(const char * const * ppData); 但这让该功能的用户处于尴尬的境地。 他们可能有：

int main(int argc, char** argv)
{
    foo(argv); // Oh no, compiler error (or warning)
    ...
}

为了干净地调用我的函数，他们需要插入强制转换。

我的背景主要是 C++，由于 C++ 更深入的 const 规则，这不是什么问题。

C 中惯用的解决方案是什么？

1. 将 foo 声明为采用

   char**

   ，并仅记录它不会更改其输入的事实？这看起来有点恶心，尤其是。因为它会惩罚那些可能想要传递 

   const char**

    的用户（现在他们必须放弃 

   away const-ness）

2. 强制用户强制输入，添加常量性。

3. 还有什么吗？

Answer 1

虽然你已经接受了答案，但我想选择 3) 即宏。您可以以这样的方式编写这些函数，即函数的用户只需编写一个调用

foo(x);

，其中 x 可以是 

const

 限定的，也可以不是。这个想法是有一个宏 

CASTIT

 进行转换并检查参数是否为有效类型，另一个宏是用户界面：

void totoFunc(char const*const* x);    
#define CASTIT(T, X) (                 \
   (void)sizeof((T const*){ (X)[0] }), \
   (T const*const*)(X)                 \
)
#define toto(X) totoFunc(CASTIT(char, X))

int main(void) {
   char      *     * a0 = 0;
   char const*     * b0 = 0;
   char      *const* c0 = 0;
   char const*const* d0 = 0;
   int       *     * a1 = 0;
   int  const*     * b1 = 0;
   int       *const* c1 = 0;
   int  const*const* d1 = 0;

   toto(a0);
   toto(b0);
   toto(c0);
   toto(d0);
   toto(a1); // warning: initialization from incompatible pointer type
   toto(b1); // warning: initialization from incompatible pointer type
   toto(c1); // warning: initialization from incompatible pointer type
   toto(d1); // warning: initialization from incompatible pointer type
}

CASTIT

宏看起来有点复杂，但它所做的只是首先检查

X[0]

是否与

char const*

兼容。它使用复合文字来实现这一点。然后将其隐藏在 

sizeof

 内，以确保实际上永远不会创建复合文字，并且该测试不会评估 

X

。

然后是简单的演员阵容，但这本身就太危险了。

正如您通过

main

中的示例所看到的，这准确地检测到了错误的情况。

很多事情都可以通过宏来实现。我最近编写了一个复杂的示例

，带有 const

 限定数组

。

Answer 2

2 比 1 好。不过 1 很常见，因为大量的 C 代码根本不使用 const。因此，如果您正在为新系统编写新代码，请使用 2。如果您正在为很少使用 const 的现有系统编写维护代码，请使用 1。

Answer 3

选择选项 2。选项 1 具有您提到的缺点，并且类型安全性较差。

如果我看到一个带有

char **

 参数的函数，并且我有一个 

char *const *

 或类似的参数，我会复制一份并传递它，以防万一。

Answer 4

使用

_Generic

 来保留类型安全和函数指针的现代 (C11+) 方式：

// joins an array of words into a new string;
// mutates neither *words nor **words
char *join_words (const char *const words[])
{
// ...
}

#define join_words(words) join_words(_Generic((words),\
          char ** : (const char **)(words),\
    char *const * : (const char **)(words),\
          default : (words)\
))

// usage :
int main (void)
{
    const char *const words_1[] = {"foo", "bar", NULL};
    char *const words_2[] =       {"foo", "bar", NULL};
    const char *words_3[] =       {"foo", "bar", NULL};
    char *words_4[] =             {"foo", "bar", NULL};

// none of the calls generate warnings:
    join_words(words_1);
    join_words(words_2);
    join_words(words_3);
    join_words(words_4);

// type-checking is preserved:
    const int *const numbers[] = { (int[]){1, 2}, (int[]){3, 4}, NULL };
    join_words(numbers);
// warning: incompatible pointer types passing
// 'const int *const [2]' to parameter of type 'const char *const *'

// since the macro is defined after the function's declaration and has the same name,
// we can also get a pointer to the function
    char *(*funcptr) (const char *const *) = join_words;
}