C语言字符串字面量只读特性、类型及相关疑问解答

首先附上参考的书籍原文：

还有一类只读对象，其类型却无法阻止它们被修改，这类对象就是字符串字面量。
核心结论：字符串字面量是只读的。
如果是当下才引入字符串字面量，其类型肯定是char const[]，即const限定的字符数组。遗憾的是，const关键字在C语言中的引入时间远晚于字符串字面量，为了保持向后兼容性，字符串字面量的类型就保留了最初的设定。

问题1：字符串字面量是只读的，为什么实际操作中看起来可以被修改？只读属性的生效逻辑是什么？ #

你所谓的“看起来可以被修改”本质是未定义行为的表现，不属于合法的可预期操作。
C标准本身明确规定修改字符串字面量的行为是未定义的，实际能不能修改完全取决于编译器和操作系统的配置：

• 大部分现代编译器默认会把字符串字面量放到进程虚拟地址空间的.rodata（只读数据）段，这个段的页表属性被操作系统标记为不可写，一旦尝试修改就会触发段错误（SIGSEGV）直接崩溃；
• 少数老旧编译器、或者主动给编译器开启了允许修改字符串字面量的参数（比如gcc的-fwritable-strings选项）时，字符串字面量会被放到可写的数据段，这时候修改操作看起来能跑通，但这完全是编译器给的“例外”，不符合标准要求，也不具备可移植性。
  只读属性的生效逻辑分两层：一是C标准的语法层面约定了字符串字面量不可修改，二是编译器+操作系统层面通过内存页权限控制做了实际的防护，两层共同保障只读属性，只要是符合标准实现的环境，修改操作都会被拦截。

问题2：引文中提到的“无法阻止被修改的类型”具体是什么？为什么该类型没有提供修改保护？ #

这里指的是char []（非const限定的字符数组）类型。
没有保护的原因完全是历史遗留：C语言刚发明的时候还没有const关键字，字符串字面量从诞生起就被设定为char[]类型，程序员可以直接拿char*指针指向它。等到C89标准把const加进来的时候，业界已经有海量的老代码直接用char*接收字符串字面量了，如果强行把字符串字面量的类型改成const char[]，所有老代码都会报类型不兼容的编译错误，为了保持向后兼容性，标准只能保留原来的类型设定，相当于把修改风险转移给了程序员自己把控。

问题3：如何理解“如果当下引入字符串字面量，会被定义为char const[]即const限定的字符数组”的表述？ #

这个表述本质是从类型安全的角度倒推的合理设计：

• 字符串字面量本身是静态存储期的只读对象，天生就不应该被修改，给它加上const限定，就能在编译期就拦截所有修改操作，从类型层面就避免了未定义行为的出现；
• char const[]的类型也完全匹配它的实际属性：是一段连续的字符数组，内容不可变更。如果现在重新设计C语言的字符串字面量，完全没有理由再保留非const的类型，加const既符合语义，又能增强类型安全性，不会有任何历史包袱。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者dexter