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c++ - 在这种情况下是 clang 错误、gcc 错误还是两者都错误 - 用成员指针抛弃 constness

问题描述

在 C++ 中，标准严格定义了抛弃常量的概念。诸如static_castandreinterpret_cast之类的强制转换不允许在显式转换中抛弃 constness。抛弃 constness 的定义很大程度上依赖于限定转换定义，它表示两种类型可以执行到相似类型的限定转换。reinterpret_cast例如，然后可以对不相似的零件进行铸造。

这是Godbolt中也可用的示例：

struct T{};
struct F{};

void f() {
    const int* const T::* const * const * const x {};
    
    // pointer to array - works in clang (trunk),
    // works in gcc (trunk)
    reinterpret_cast<int* const T::* const (*) [2]>(x);

    // member pointer to pointer - works in clang (trunk), 
    // fails in gcc (trunk)
    reinterpret_cast<int* const * const * const * const>(x);

    // member pointer to another member pointer type - fails in clang (trunk),
    // fails in gcc (trunk)
    reinterpret_cast<int* const F::* const * const * const>(x);
}

回忆一下相似的定义。每个级别的类型必须属于以下类别：

...每个 Pi 是“指向”（[dcl.ptr]）、“指向类型 Ci 的成员的指针”（[dcl.mptr]）、“Ni 数组”或“未知边界数组” ([dcl.array])

要相似，每个Pi 必须属于同一类别：

... 对应的 Pi 分量要么相同，要么一个是“Ni 数组”，另一个是“未知边界数组”</p>

在第一种情况下，数组和指针并不相似。GCC 和 clang 正确地表示类型X[]和X*不相似，因此reinterpret_cast开始忽略数组之外的任何 const 限定符（因此const int* const可以转换为int*）。万事皆安。

在第二种情况下，指针和成员指针不应该相似。clang 正确地说类型不相似，因此reinterpret_cast启动。GCC 说类型相似，因此我们抛弃了 constness。我很确定 GCC 在这里是错误的。

在第三种情况下，我们正在比较不同类的两个成员指针。clang 和 GCC 都认为它们是相似的，但是如果我们仔细查看草案，它会说“指向类型 Ci 的成员的指针”。如果它们是不同的类型，我们不应该认为它们不相似吗？clang 和 gcc 都错了吗？

顺便说一句，MSVC 允许上述所有操作而没有警告（godbolt 上的 x64 msvc 19.27）。

编辑：第三种情况可以以更简单的方式重现：

const int T::* f;
reinterpret_cast<int F::*>(f);

标签： c++gcccastingclanglanguage-lawyer

解决方案

我与 Richard Smith（clang 的创建者）进行了讨论，我得出的结论是，如果我们传入所有三个案例都应该无法编译，-pedantic并且 MSVC 确实是有错误的案例。这是因为在每个示例中都存在一个 cv 分解，其中 reinterpret_cast<> 会抛弃常量，因此理想情况下该操作不应该能够工作。但是，clang 具有允许它处理警告的扩展。它本身不是UB。

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