可以在不使用 UB 的情况下修改“const 矢量”的内容吗？

Question

const 向量无法修改，因为它是 const 对象。所以插入、追加、删除都是不允许的。然而，它的内容不是该对象的一部分，而是由该对象拥有。举个类似的例子：

int* const p = new int[10]{1,2,3,4};

p是一个 const 对象，拥有可以修改的非常量数据：p[1]=5;

Vector 的operator[]条件是向量是否为 const，如果是，则返回 aconst int&但如果基础值不是 const，则删除 const 的 const 强制转换应该是合法的。

为了测试这一点，我编写了以下程序：

#include <vector>

constexpr int foo()
{
    const std::vector<int> v{ 1,2,3 };
    const int a[3]{ 1,2,3 };
    *const_cast<int*>(&v[1]) = 21;

    // However, this should fail and does on GCC and CLANG
    //*const_cast<int*>(&a[1]) = 21;
    return v[1];
}

int main()
{
    constexpr int sb21 = foo();
    const std::vector<int> v{ 1,2,3 };
    *const_cast<int*>(&v[1]) = 21;
    return v[1] + sb21;
}

编译器浏览器

MSVC、CLANG 和 GCC 都可以编译和执行。

该代码在编译时计算 constexpr 函数。编译器应该在 UB 上产生编译时错误。为了进行比较，如果包含 const 元素的数组未注释，Clang 和 GCC 都会按预期产生错误。然而，MSVC 却没有，这似乎是一个错误。

用例具有固定大小的向量，其结构不能改变，但可以更新内容。

std::vector<T>使用std::allocator<T>，只要 的库实现vector不使用像std::string的短字符串优化这样的小尺寸，那么这应该是定义的行为。

下面的示例显示了const std::string存储在对象内的小字符串如何显示 UB，而分配的较长字符串则不然：

#include <string>
consteval int foo()
{
    const std::string v{ "1234" };
    //const std::string v{ "123412341234123412341234" };
    *const_cast<char*>(&v[1]) = 'A';
    return v[1];
}
int main()
{
    return foo();
}

编译器资源管理器

这是定义的行为还是编译器没有标记 UB？

Answer 1

\n

但如果底层值不是 const，那么删除 const 的 const 转换应该是合法的。

\n

\n

这是你的论点的弱点。重要的不是潜在的价值，而是所拥有的对象。如果拥有的对象不是对象const，则删除强制转换应该是合法的。但是，你能证明所拥有的对象不是吗const？

\n

我相信你不能。以您自己的示例为例， \xe2\x80\x93 是一个包含三个ints 的向量。假设每个int为 4 个字节，那么总数据为 12 个字节。还假设向量的大小为 24 字节（允许指针、大小和容量各占 8 字节）。int进行一点优化并将这三个s 存储在向量本身中，并加上一个标志来表示数据位于向量内部而不是动态分配（类似的方法用于短字符串优化），这并不是不合理的。中使用了类似的方法），

\n

现在我们有可能数据位于向量本身内部，我们也有可能数据是const对象的一部分，因为向量是const。抛弃这种const改变值的特性是未定义的行为。

\n

最重要的是，如果您不拥有该对象，您就无法确定它是如何创建的。如果主人告诉你它是const，那么你必须将其视为const。

\n