将const int*地址转为int**传参的C90代码是否存在未定义行为？

先看这段C代码：

#include <stdlib.h>

int some_api_function_with_multiple_results( int** OUT_result ) {
  *OUT_result = malloc( 123 * sizeof(**OUT_result) );  /* 实际解引用操作 */
  return 42;
}

int main(void) {
  const int* numbers;  /* 别问为什么是const，只是好奇这种写法！ */

  int some_status = some_api_function_with_multiple_results( (int**)&numbers );
  free( (void*)numbers );

  return some_status;
}

这段代码中，const int*类型的指针（注意不是int* const）被通过引用传递给了一个期望接收int**类型作为输出参数的函数。它在GCC 9.4.0的C90模式（-std=c90）下可以正常编译且无警告。

相关C标准条款分析 #

C90标准关于指针表示的规定 #

6.1.2.5 类型
void类型指针与字符类型指针的表示和对齐要求相同。类似地，指向兼容类型的限定或非限定版本的指针，其表示和对齐要求也相同。¹⁶ 其他类型的指针则无需具备相同的表示或对齐要求。 #

¹⁶ 相同的表示和对齐要求意味着它们可作为函数参数、函数返回值及联合成员互换使用。

注意：早期C89草案曾有更严格的约束，但正式的C89文档与C90表述一致，属于草案误差：

3.1.2.5 类型
void类型指针与字符类型指针的表示和对齐要求相同。其他类型的指针则无需具备相同的表示或对齐要求。

指针隐式转换的合法规则 #

我们知道T*类型的值可以直接赋值给const T*类型变量或作为函数参数传递，无需强制转换，这符合以下C标准规则：

6.3.16.1 简单赋值
需满足以下条件之一：⁵¹

• 两个操作数均为指向兼容类型的限定或非限定版本的指针，且左操作数指向的类型具备右操作数指向类型的所有限定符；

---

⁵¹ 这些关于类型限定符的约束呈现不对称性，是由于将左值转换为“表达式的值”时（如6.2.2.1所述）会移除表达式顶层类型的所有限定符。

6.3.2.2 函数调用
若表示被调用函数的表达式包含原型，则参数会被隐式转换，如同通过赋值转换为对应参数的类型。

判断未定义行为的核心标准依据 #

但const int*与int*类型在C90、C89及C99标准中均不兼容，结合以下条款，我们可以明确代码的问题：

6.5.4.1 指针声明符
两种指针类型兼容的前提是，二者具备完全相同的限定符，且均指向兼容类型。

6.5.3 类型限定符
两种限定类型兼容的前提是，二者均为兼容类型的完全相同限定版本；类型限定符在说明符或限定符列表中的顺序不影响指定类型。

6.1.2.6 兼容类型和复合类型
引用同一对象或函数的所有声明必须具备兼容类型；否则行为未定义。

结论 #

这段代码存在未定义行为，原因如下：

• 代码将const int*的地址强制转换为int**并传入函数，函数内部通过*OUT_result赋值，本质是用int**类型的指针修改const int*类型的对象。
• 根据标准，int**和const int**属于不兼容的指针类型（因为它们指向的int*和const int*类型不兼容），通过不兼容类型的指针访问对象，符合标准中“行为未定义”的判定条件。
• 虽然C90规定指向兼容类型的限定/非限定版本的指针表示和对齐要求相同，但这仅保证它们可以在参数、返回值等场景下互换，并不允许通过不兼容指针类型修改对象——标准明确要求引用同一对象的声明必须是兼容类型，否则行为未定义。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者cher-nov