《C專家程式設計》一1.9 閱讀ANSI C标準，尋找樂趣和裨益

本節書摘來自異步社群《c專家程式設計》一書中的第1章，第1.9節，作者 【美】perter van der linde，更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視

有時候必須非常專注地閱讀ansi c标準才能找到某個問題的答案。一位銷售工程師把下面這段代碼作為測試例發給sun的編譯器小組。

如果編譯這段代碼，編譯器會發出一條警告資訊：

（第5行：警告：參數與原型不比對）。

送出代碼的工程師想知道為什麼會産生這條警告資訊，也想知道ansi c标準的哪一部分講述了這方面的内容。他認為，實參char s與形參const char p應該是相容的，标準庫中所有的字元串處理函數都是這樣的。那麼，為什麼實參char argv與形參const char p實際上不能相容呢？

答案是肯定的，它們并不相容。要回答這個問題頗費心機，如果研究一下獲得這個答案的整個過程，會比僅僅知道結論更有意義。對這個問題的分析是由sun的其中一位“語言律師”[6]進行的，其過程如下：

在ansi c标準第6.3.2.2節中講述限制條件的小節中有這麼一句話：

每個實參都應該具有自己的類型，這樣它的值就可以指派給與它所對應的形參類型的對象（該對象的類型不能含有限定符）。

這就是說參數傳遞過程類似于指派。

是以，除非一個類型為char 的值可以指派給一個const char 類型的對象，否則肯定會産生一條診斷資訊。要想知道這個指派是否合法，就請回顧标準中有關簡單指派的部分，它位于第6.3.16.1節，描述了下列限制條件：

要使上述的指派形式合法，必須滿足下列條件之一：

兩個操作數都是指向有限定符或無限定符的相容類型的指針，左邊指針所指向的類型必須具有右邊指針所指向類型的全部限定符。

正是這個條件，使得函數調用中實參char能夠與形參const char比對（在c标準庫中，所有的字元串處理函數就是這樣的）。它之是以合法，是因為在下面的代碼中：

左操作數是一個指向有const限定符的char的指針。

右操作數是一個指向沒有限定符的char的指針。

char類型與char類型是相容的，左操作數所指向的類型具有右操作數所指向類型的限定符（無），再加上自身的限定符(const)。

注意，反過來就不能進行指派。如果不信，試試下面的代碼：

标準第6.3.16.1節有沒有說char 實參與const char 形參是相容的？沒有。

标準第6.1.2.5節中講述執行個體的部分聲稱：

const float *類型并不是一個有限定符的類型——它的類型是“指向一個具有const限定符的float類型的指針”，也就是說const限定符是修飾指針所指向的類型，而不是指針本身。

類似地，const char **也是一個沒有限定符的指針類型。它的類型是“指向有const限定符的char類型的指針的指針”。

由于char 和const char 都是沒有限定符的指針類型，但它們所指向的類型不一樣（前者指向char ，後者指向const char ），是以它們是不相容的。是以，類型為char的實參與類型為const char的形參是不相容的，違反了标準第6.3.2.2節所規定的限制條件，編譯器必然會産生一條診斷資訊。

用這種方式了解這個要點有一定困難。可以用下面這個方法進行了解：

左操作數的類型是foo2，它是一個指向foo的指針，而foo是一個沒有限定符的指針，它指向一個帶有const限定符的char類型，而且……

右操作數的類型是baz2，它是一個指向baz的指針，而baz是一個沒有限定符的指針，它指向一個沒有限定符的字元類型。

foo和baz所指向的類型是相容的，而且它們本身都沒有限定符，是以符合标準的限制條件，兩者之間進行指派是合法的。但foo2和baz2之間的關系又有不同，由于相容性是不能傳遞的，foo和baz所指向的類型相容并不表示foo2和baz2所指向的類型也相容，是以雖然foo2和baz2都沒有限定符，但它們之間不能進行指派。也就是說，它們都是不帶限定符的指針，但它們所指向的對象是不同的，是以它們之間不能進行指派，也就不能分别作為函數的形參和實參。但是，這個限制條件很令人惱火，也很容易讓使用者混淆。是以，這種指派方法目前在基于cfront的c++翻譯器中是合法的（雖然這在将來可能會改變）。

容易混淆的const

關鍵字const并不能把變量變成常量！在一個符号前加上const限定符隻是表示這個符号不能被指派。也就是它的值對于這個符号來說是隻讀的，但它并不能防止通過程式的内部（甚至是外部）的方法來修改這個值。const最有用之處就是用它來限定函數的形參，這樣該函數将不會修改實參指針所指的資料，但其他的函數卻可能會修改它。這也許就是c和c++中const最一般的用法。

const可以用在資料上，如：

這和其他語言差不多，但當你在等式兩邊加上指針，就有一定難度了：

這段代碼表示limitp是一個指向常量整型的指針。這個指針不能用于修改這個整型數，但是在任何時候，這個指針本身的值卻可以改變。這樣，它就指向了不同的位址，對它進行解除引用（dereference)操作時會得到一個不同的值！

const和的組合通常隻用于在數組形式的參數中模拟傳值調用。它聲稱“我給你一個指向它的指針，但你不能修改它。”這個約定類似于極為常見的void 的用法，盡管在理論上它可以用于任何情形，但通常被限制于把指針從一種類型轉換為另一種類型。

類似地，你可以取一個const變量的位址，并且可以...（唔，我最好不要往大家的腦袋裡灌輸這種思想）。正如ken thompson所指出的那樣，“const關鍵字可能引發一些罕見的錯誤，隻會混淆函數庫的接口。”回首往事，const關鍵字原先如果命名為readonly就好多了。

确實，整個标準好像是由一位蹩腳的翻譯把它從烏爾都語轉譯成丹麥語，再轉譯成英語而來。标準委員會似乎自我感覺良好，是以雖然人們希望語言的規則更簡單一些、更清楚一些，但他們覺得這樣做會破壞他們的良好感覺，是以拒不采納。

我感覺，将來還會有許多人産生類似的疑問，而且并不是他們中的每一個人都會仔細揣摩前面詳述的推理過程。是以，我們修改了sun的ansi c編譯器，當它發現不相容的情況時，會列印出更多的警告資訊。原先那個例子将會産生的完整資訊如下：

（第6行：警告：#1實參與原型不相容：

即使程式員不明白為什麼會這樣，他至少應該明白什麼是不相容。