关于libstdc++中std::any小对象访问用const实现的疑问

问题 #

在查看libstdc的std::any实现时，发现针对小对象通过aligned_storage进行访问的代码使用了const修饰，这令人困惑。请问这样实现的目的是什么？是否与aligned_storage可能存储const对象有关？若如此，C标准中何处有相关依据？

对应的核心代码片段如下：

static _Tp* _S_access(const _Storage& __storage)
{ 
   // The contained object is in __storage._M_buffer
  const void* __addr = &__storage._M_buffer;
  return static_cast<_Tp*>(const_cast<void*>(__addr));
}

回答 #

1. const修饰参数的核心目的 #

这个设计是为了复用同一份访问逻辑，同时兼容const和非const的std::any实例：

• 当调用std::any_cast<const T>(const std::any&)时，传入的内部_Storage是const的，这个函数可以直接处理；
• 当调用std::any_cast<T>(std::any&)时，非const的_Storage可以隐式转换为const _Storage&，无需额外写一份非const版本的访问函数。

这里的const_cast是安全的：

• 如果原始std::any是非const的，_Storage本身就是可修改的，const_cast只是去掉了临时的const限定，不会触发未定义行为；
• 如果原始std::any是const的，std::any_cast只会返回const T*或const T&，外部无法通过const接口修改对象，内部的非const指针不会被用来做非法修改。

2. 和存储const对象无关 #

std::any不会存储const对象——当你把const T放入std::any时，它实际存储的是T类型的对象（const限定会被剥离），因为std::any的构造函数会对传入参数进行拷贝/移动，拷贝const T得到的是普通的T实例。

3. C++标准的相关依据 #

• const_cast的合法场景：C标准[expr.const.cast]章节明确，当原始对象本身是非const的，去掉const限定是合法操作；只有当原始对象是const的，通过const_cast修改才会触发未定义行为。libstdc的实现通过外部std::any_cast的接口区分了const/非const场景，保证了const_cast的安全性。
• std::any_cast的行为要求：标准规定std::any_cast<const T>(const std::any&)必须返回const引用/指针，std::any_cast<T>(std::any&)返回非const引用/指针，这个实现完全贴合标准的行为定义。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者minex