如何正确使用C23的typeof_unqual避免const限定符丢弃编译警告

问题背景 #

最初实现的copyThing宏利用typeof让返回值与参数类型一致，编译无警告：

extern void *copyThingImpl(const void *x);

#define copyThing(x) ((typeof(x)) copyThingImpl(x))

void foo(void);

void foo(void)
{
    char *x = "foo";
    char *y;

    y = copyThing(x);
    (void) y;
}

编译命令：gcc -Wall -O2 -c test.c

但当参数改为const指针时，会触发警告：

extern void *copyThingImpl(const void *x);

#define copyThing(x) ((typeof(x)) copyThingImpl(x))

void foo(void);

void foo(void)
{
    const char *x = "foo";
    char *y;

    y = copyThing(x);
    (void) y;
}

警告信息：

warning: assignment discards 'const' qualifier from pointer target type

原因是typeof(x)的结果是const char *，赋值给非const的y会丢弃const限定符。

尝试用C23新增的typeof_unqual修改宏后，编译仍出现相同警告：

extern void *copyThingImpl(const void *x);

#define copyThing(x) ((typeof_unqual(x)) copyThingImpl(x))

void foo(void);

void foo(void)
{
    const char *x = "foo";
    char *y;

    y = copyThing(x);
    (void) y;
}

编译命令：gcc -Wall -O2 -std=c2x -c test.c

你的typeof_unqual用法有误 #

问题出在对typeof_unqual作用的理解上：它只会移除类型的顶层限定符，而const char *中的const属于底层限定符（修饰的是指针指向的内容，而非指针本身），所以typeof_unqual(const char *)的结果仍然是const char *，赋值给char *y自然还是会触发警告。

举几个例子明确顶层/底层限定符的区别：

• typeof_unqual(const int) → int（const是顶层限定符，被移除）
• typeof_unqual(int *const) → int *（const修饰指针本身，属于顶层，被移除）
• typeof_unqual(const int *) → const int *（const修饰指针指向的对象，属于底层，不会被移除）

typeof_unqual的正确作用 #

C23标准中，typeof_unqual(T)的作用是移除类型T的顶层限定符，包括const、volatile、restrict、_Atomic这些直接修饰类型本身的限定符。它不会修改底层的限定符（比如指针指向对象的const属性）。

解决问题的方法 #

你需要的是移除指针指向类型的const，而非指针本身的顶层限定符，可以结合typeof和typeof_unqual实现：

extern void *copyThingImpl(const void *x);

#define copyThing(x) ((typeof(typeof_unqual(*x)) *) copyThingImpl(x))

void foo(void)
{
    const char *x = "foo";
    char *y;

    y = copyThing(x);
    (void) y;
}

解释：

1. *x的类型是const char，typeof_unqual(*x)会移除这个顶层const，得到char
2. 再通过typeof(...) *将其转换为char *类型，与y的类型匹配，赋值时就不会触发警告了

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Peter Eisentraut