使用 const_cast 抛弃 constness

Posted 2023-02-22

【中文标题】使用 const_cast 抛弃 constness

【英文标题】：casting away the constness using const_cast

【发布时间】：2015-08-18 10:52:35

【问题描述】：

没有。这个问题不重复 When should static_cast, dynamic_cast, const_cast and reinterpret_cast be used?

这里提出的问题与描述为重复的链接没有任何相似之处。

第一个问题： 我在以下两种情况下使用 const_cast。其中之一有效。另一个没有。

1. int* const //有效。

在这种语法中，变量指向的地址不能更改。所以我使用 const_cast 如下，它可以工作：

`
int j=3;
int *k=&j;
int *m=&j;
int* const i=k; 
const_cast<int*>(i)=m; //OK: since i=m would not work so cast is necessary`

2. const int* //不起作用。

指向的地址可以更改，但值不能更改（尽管可以通过使变量指向不同的地址来更改）。我使用的 const_cast 似乎在这里不起作用：

`
int j=9;
int *k=&j;
const int* i1=0;
i1=k; //OK
//*i1=10;//ERROR.`

所以我尝试通过各种方式进行如下类型转换，但没有任何效果：

const_cast<int*>(i1)=10;
const_cast<int*>(*i1)=l;
*i1=const_cast<int>(l);
*i1=const_cast<int*>(10);

第二个问题： 是否所有强制转换仅可用于指针和引用？ 如果图片中没有指针或引用，以下示例是否无效？

const int a=9;
int b=4;
const_cast<int>(a)=b; //cannot convert from 'int' to 'int'. why is compiler
                      //trying to convert from int to int anyways or fails         
                      //when both the types are same.

【问题讨论】：

你错过了一个变化：*const_cast<int*>(i1) = 10;

你可能想要const_cast<int&>(*i1)=10; 换成2

和const_cast<int*>(i)=m; 也是错误的，你的意思可能是const_cast<int*&>(i)=m;

@Piotr ：谢谢它有效。但是你能解释一下它为什么有效吗？我们要转换的类型应该与 RHS 匹配。 int& 与 10 的值如何匹配？

@piotr：不，我的意思是 const_cast(i)=m;而不是 const_cast.(i)=m。其中 int *m=&j;

【参考方案1】：

const_cast 应用于表达式，而不是对象，它本身也是一个表达式：

§ 5.2.11 [expr.const.cast]/p1:

表达式const_cast<T>(v) 的结果是T 类型。如果T 是对对象类型的左值引用，则 结果是一个左值；如果T 是对对象类型的右值引用，则结果是一个xvalue；否则，结果 是纯右值和左值到右值 (4.1)、数组到指针 (4.2) 和函数到指针 (4.3) 标准 对表达式 v 执行转换

const_cast<int*>(i)=m;

此调用无效，因为赋值的左侧有一个 prvalue 值类别，而 int* prvalue 不支持赋值。正确的语法是const_cast<int*&>(i)=m;，但由于您的示例中的i 被声明为const，它会调用未定义的行为^†。

const_cast<int*>(*i1)=l;

取消引用int* 类型的指针会创建一个左值值类别的表达式，并且由于强制转换表达式在赋值的左侧，它应该是一个左值引用类型的强制转换，即const_cast<int&>(*i1)=10; （前提是 i1 指向的任何东西都没有声明为 const）。

const_cast<int>(a)=b;

const_cast<int>(a) 部分本身是有效的，特别是您可以将 const_cast 应用于表示既不是指针类型也不是引用类型的对象的表达式。但由于它位于分配的左侧，因此无法编译。即使您将其更改为const_cast<int&>(a)=b;，它也会触发未定义的行为，因为a 被声明为const ^†。

---

^† § 7.1.6.1 [dcl.type.cv]/p4:

除了可以修改任何声明为 mutable (7.1.1) 的类成员外，任何修改 const 的尝试 对象在其生命周期 (3.8) 中会导致未定义的行为。

【参考方案2】：

第一个答案：在您的示例中，您试图强制编译器执行可以这样解释的操作

const_cast<int*>(i1)=10; //int* = int: assign address to pointer
const_cast<int*>(*i1)=l; //const_cast<int*>(int): cast the value under pointer to pointer
*i1=const_cast<int>(l); //const_casting from const values is forbidden
*i1=const_cast<int*>(10); //10 is an rvalue

你真正想要做的是取消引用一个非常量的指针。这就是为什么你需要这样做：

int j = 9;
int *k = &j;
const int* i1 = 0;
i1 = k;
*(const_cast<int*>(i1)) = 10;

相当于

int j = 9;
int *k = &j;
const int* i1 = 0;
i1 = k;
int* temp = const_cast<int*>(i1); //you get rid of 'const'...
*temp = 10; //...and now you assign value as you wanted to - this operation became available

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第二个答案：禁止const_cast const 值，因为它会导致未定义的行为。你只能从指针或引用中删除常量，这些指针或引用最终指向不是真正的const，并且只有指针不允许你修改它的值。

this 回答中对这个问题进行了精彩的描述。

【讨论】：

完美解释。非常感谢。 :)