Почему в С можно изменить константный символьный массив?

Question

[dandropov95]

Почему в С допускают такое?

const char string[] = "Hello world";
char * ptr = strchr(string, 'H');

puts(string); // Hello world

// string[0] = 'h'; // error
*ptr = 'h';
    
puts(string); // hello world

Answer 1

[jcmvbkbc]

Почему в С допускают такое?

То что у вас написано квалифицируется стандартом как Undefined behavior (с99 6.7.3:5):

If an attempt is made to modify an object defined with a const-qualified type through use
of an lvalue with non-const-qualified type, the behavior is undefined.

Почему технически можно так сделать и этот код работает -- потому что массив string имеет автоматическое время жизни и компилятор помещает его на стек. Т.е. память фактически не является константной.

Почему функция strchr принимает const char *, а возвращает char *? Чтобы показать, что сама она свой аргумент не изменяет, но чтобы не заставлять всех её пользователей делать приведение типа у результата. Я бы сказал, что проблема в этой функции, но она настолько старая, что никто не будет чинить её прототип.

В С++ можно было бы решить эту проблему предоставив два перегруженных варианта strchr -- char *strchr(char *, char) и const char *strchr(const char *, char), но в С нет перегрузки функций.

Comments

[forspamonly2]

детский вопрос внезапно стал интересным.

а зачем оно так делает? чего ради заталкивать строчку в стек?

я посмотрел, действительно: конкретно гцц строчку фактически разодрал на непосредственные операнды в нескольких командах, и 64-битные куски через регистр, а куски меньшего размера напрямую, записывает в память на стеке.

причём, делает это даже если ридонли секция уже есть. ладно бы лишнюю секцию пытался сэкономить.

если это попытка улучшать локальность данных для кэша, то проще было бы сразу в кодовой секции константу оставить, места в ней это бы меньше заняло чем всё это перекладывание...

[jcmvbkbc]

а зачем оно так делает? чего ради заталкивать строчку в стек?

forspamonly2, стандарт предписывает такое поведение в разделе Storage duration of objects (в c99 это 6.2.4):

An object whose identifier is declared with no linkage and without the storage-class
specifier static has automatic storage duration.
For such an object that does not have a variable length array type, its lifetime extends
from entry into the block with which it is associated until execution of that block ends in
any way. (Entering an enclosed block or calling a function suspends, but does not end,
execution of the current block.) If the block is entered recursively, a new instance of the
object is created each time. The initial value of the object is indeterminate. If an
initialization is specified for the object, it is performed each time the declaration is
reached in the execution of the block; otherwise, the value becomes indeterminate each
time the declaration is reached.

И хоть rationale к стандарту c99 и говорит:

const is specified in such a way that an implementation is at liberty to put const objects in
read-only storage, and is encouraged to diagnose obvious attempts to modify them, but is not
required to track down all the subtle ways that such checking can be subverted.

мне так и не удалось заставить gcc запихнуть этот массив в .rodata: даже если массив не меняется, на него не берутся указатели, он находится в статической функции и отключена поддержка исключений. И даже огромные массивы и массивы объектов другого типа всё равно копируются на стек.

И глядя поверхностным взглядом в код gcc я не в силах понять, это просто упущенная возможность для оптимизации или сознательное решение держать автоматики на стеке.
Подозреваю, что второе.

[jcmvbkbc]

Кстати, вспомнилось: рассуждения Денниса Ричи на тему const и strchr.

[forspamonly2]

поспрашивал знакомых, поразмышлял на тему, пришёл к выводу, что это раздирание строчек на непросредственные операнды - скорее всего попытка злоупотребления конвейером декодера инструкций в качестве халявной префетчилки.

[jcmvbkbc]

forspamonly2, "раздирание" происходит только для маленьких массивов, это оптимизация gcc. Большие массивы копируются из оригинала в .rodata на стек с помощью memcpy.