通过引用调用、const 正确性和对引用结构的读写访问 - 未定义的行为

Question

我有一堆代码，我应该对其进行分析并准备将其导入新项目。常有以下几种模式:

typedef struct t_Substruct
{
   /* some elements */
} ts;


typedef struct t_Superstruct
{
   /* some elements */
   ts substruct;
   /* some more elements */
} tS;


void funct1(const tS * const i_pS, tS * const o_pS)
{ /* do some complicated calculations and transformations */  }

void funct2(const ts  * const i_ps, tS * const o_pS)
{ /* do some complicated calculations and transformations */  }

void funct3(const tS  * const i_ps, ts * const o_ps)
{ /* do some complicated calculations and transformations */  }

一般是从 i_ 参数读取和写入 o_ 参数。现在可能会有这样的调用:

void some_funct()
{
     tS my_struct = {0};

     /* do some stuff */

     funct1(&my_struct,&my_struct);

     funct2(&my_struct.substruct, &my_struct);

     funct3(&my_struct, &my_struct.substruct);
}

我不确定此类函数和调用上下文可能存在的缺陷:

• 对于语言约束和/或未定义的行为，是否允许在 const 正确性上下文中进行此类声明或调用？
• 是否允许更改在同一函数中引用 protected 和未 protected 对象？
• 我知道在序列点之间多次访问/修改同一个变量存在一些问题(尽管我不确定我是否完全理解序列点的事情)。这个问题或类似问题是否适用于此，以何种方式适用？
• 如果不是未定义的行为，在上述情况下是否还有其他典型问题会降低可移植性？
• 如果有问题，什么是允许这些调用的良好(安全且尽可能少的开销)通用模式，这样此类问题就不会每隔一行发生一次？

我必须在 C90 中实现，但如果在移植到其他 C 版本时出现问题，关于上述，这对我来说也很重要。

提前谢谢你。

Answer 1

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const 有两个不同的方面，指针S* p。

1. 是否允许更改指针？示例:p=5;
2. 是否允许更改指向的对象？示例:p->x = 5;

这是四种可能性:

• T* p:允许两种改变
• const T* p: 对象不能改变
• T* const p:指针不可改变
• const T* const p:对象和指针都不能改变

在您的示例中 void funct1(const tS * const i_pS, tS * const o_pS) 这意味着以下内容:

• 不允许更改指针 i_pS 和 o_pS。
• 您不能更改 i_pS 指向的对象。
• 您可以更改 o_pS 指向的对象。

第一个条件看起来毫无意义，所以可能是这个

void funct1(const tS* i_pS, tS* o_pS)

更具可读性。

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关于第二种和第三种情况，你有两个指针指向一个对象的同一部分:注意你不要在代码中做出错误的假设，例如const指针指向的对象实际上是不变。

请记住，const 指针绝不意味着对象不会更改，只是您不能通过该指针更改它。

有问题的代码示例:

void foo(const S* a, S* b) {
   if(a->x != 0) {
       b->x = 0;
       b->y = 5 / a->x; // why is a->x suddenly 0 ??
   } 
}
S s;
foo(&s, &s);

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关于未定义的行为和序列点。我建议阅读这个答案:Undefined behavior and sequence points

例如表达式 i = a->x + (b->x)++; 如果 a 和 b< 绝对是未定义的行为 指向同一个对象。

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函数 void funct1(const tS* i_ps, tS* o_pS) 被调用为 funct1(&my_struct, &my_struct); 是一个容易混淆和错误的大门.

C 库也知道这个问题。考虑例如 memcpy 和 memmove。

因此，我建议构建您的函数，以确保不会发生未定义的行为。最严厉的措施是制作输入结构的完整副本。这有开销，但在您的特定情况下，也许只复制输入参数的一小部分就足够了。

如果开销太大，在函数文档中明确说明不允许给同一个对象作为输入和输出。然后，如果可能和必要，创建具有必要开销的第二个函数来处理输入和输出相同的情况。

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