C中如何处理常量结构成员？

Question

做这样的事情可以吗？

struct MyStruct {
    int x;
    const char y; // notice the const
    unsigned short z;
};
struct MyStruct AStruct;
fread(&MyStruct, sizeof (MyStruct), 1,
      SomeFileThatWasDefinedEarlierButIsntIncludedInThisCodeSnippet);

我正在通过从文件写入整个结构来更改常量结构成员。应该如何处理这个问题？如果一个或多个结构成员是常量，则写入非常量结构是未定义的行为吗？如果是这样，处理常量结构成员的公认做法是什么？

Answer 1

标准对“对象”一词的定义和使用有点草率。对于像“所有X都必须是Y”或“没有X可能是Z”这样的陈述来说，要有意义，X的定义必须有不仅所有X都满足的标准，而且要明确排除所有不需要是Y或允许是Z的对象。

然而，“对象”的定义只是“执行环境中的数据存储区域，其内容可以表示值”。然而，这样一个定义并不能清楚地说明，连续地址的每个可能范围是否总是一个“对象”，或者各种可能的地址范围何时受到适用于“对象”的限制，何时不受限制。

为了使《标准》明确地将角落案例分为已定义或未定义，委员会必须就其是否应定义达成共识。如果委员会成员对某些案件是否应该定义存在根本性分歧，那么通过协商一致通过规则的唯一方法是，如果规则的书写方式模棱两可，使得对应该定义什么持有矛盾观点的人认为规则支持他们的观点。虽然我不认为委员会成员明确希望他们的规则模棱两可，但我认为委员会不可能就不明确的规则达成共识。

在这种情况下，许多操作，包括更新具有固定成员的结构，很可能属于标准不要求实现有意义地处理，但标准作者希望实现无论如何都会有意义地进行处理的操作领域。

Answer 2

阅读 C11 标准 n1570 及其与常量限定符相关的 §6.7.3。

如果是，处理常量结构成员的公认做法是什么？

这取决于您是更关心严格遵守C标准，还是更关心实际的实现。参见讨论这些问题的报告草案(2020年6月工作进展中)。这些考虑取决于分配给项目的开发工作，以及软件的可移植性(到其他平台)。

你很可能不会在Covid呼吸器的嵌入式软件(或一些洲际弹道导弹内部)和廉价消费电器内部或运行在一些廉价租赁的Linux虚拟处理器上的网络服务器(如lighttpd或libonion等库或一些FastCGI应用程序)上花费同样的精力。

也可以考虑在代码上使用静态分析工具，如Frama-C或Clang静态分析器。

关于未定义的行为，请务必阅读此博客。

另见对相关问题的答复。

我正在通过从文件写入整个结构来更改常量结构成员。

然后，endpoint问题和文件系统问题很重要。考虑使用与JSON、YAML相关的库，或者与sqlite、PostGreSQL或TokyoCabinet混合使用（所有这些开源库的源代码，或者来自Linux内核的源代码可能会很有启发性）。

Answer 3

这是未定义的行为。

C11草案n1570说：

6.7.3类型限定符

…

…

如果尝试通过使用具有非 const 限定类型的左值来修改使用 const 限定类型定义的对象，则该行为是未定义的。

我对此的解释是：为了符合标准，您只能在对象创建（又名初始化）期间设置const成员的值，例如：

struct MyStruct AStruct = {1, 'a', 2};  // Fine

在做

AStruct.y = 'b';   // Error

应该给出一个编译器错误。

您可以使用以下代码欺骗编译器：

memcpy(&AStruct, &AnotherStruct, sizeof AStruct);

它可能在大多数系统上都能正常工作，但根据C11标准，它的行为还没有定义。

另请参阅目标指针指向常量数据的memcpy