最近在使用constexpr的時候無意中踩了個小坑。
下面給個小示例：
#include <iostream>
constexpr int n = 10;
constexpr char *msg = "Hello, world!";
int main()
{
for (auto i = 0; i < n; ++i) {
std::cout << msg << std::endl;
}
}
constexpr應該是大家很熟悉的東西了，也是最常用的c++11新特性之一。和宏相比除了更強的類型安全之外，constexpr還帶來了編譯期計算。
上面的代碼相當簡單，我們循環輸出“Hello, world!”這個字符串10次。
這么簡單的代碼還有討論的必要嗎？一開始我也是這么想的，然而當我們編譯運行的時候卻會得到下面這樣的警告：
$ g++ --version
g++ (GCC) 10.2.0
Copyright (C) 2020 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
$ g++ -std=c++17 -Wall -Wextra test.cpp
test.cpp:4:23: 警告: ISO C++ forbids converting a string constant to ‘char*’ [-Wwrite-strings]
4 | constexpr char *msg = "Hello, world!";
| ^~~~~~~~~~~~~~~
這段信息的意思是c++不允許把字符串字面量賦值給char*。
然而對於constexpr，文檔中是這么寫的：
A constexpr specifier used in an object declaration implies const.
這里的object你可以理解為變量，意思是constexpr修飾的變量都會隱式添加一個const限定符。
也就是說：
// T 是任意類型
constexpr T a = xxx;
// 不考慮其他因素，在類型上等價於：
T const a = xxx;
我們這里的T實際上可以填任意類型，包括指針。這不是說明我們的指針變量有const嗎？
眼尖的讀者大概已經知道答案了：constexpr添加的是頂層const。
所以我們的代碼實際上是這樣的：
// 原本的代碼
constexpr char *msg = "Hello, world!";
// 實際上的效果
char * const msg = "Hello, world!";
下面一行的msg實際上是一個指向char的指針常量，而我們可以通過它任意修改被指向的字符串（當然這是未定義行為）。指針常量意味着我們不能把這個指針重新指向其他的對象，這個const作用在指針本身上，因此叫做頂層const。
而字符串常量的類型是const char[N]，在表達式里退化為const char *，這表示一個指向常量字符串的指針，這里的const的底層的，因為它作用於被指向的對象而不是我們的指針自身。
對於頂層const，賦值的時候是可以被去除的，而底層const則不行，這就是為什么編譯器會彈出警告的原因了。
正確的做法也很簡單，牢記constexpr不是const的等價替代品，它只會添加頂層const，不會添加底層const。
所以constexpr的字符串常量應該這樣寫：
constexpr const char *p = "Hello, world!";
或者你的編譯環境支持c++17，我更推薦你這樣寫：
#include <string_view>
constexpr std::string_view msg = "Hello, world!";
使用string_view之后就不會出現上面的頂層/底層const的坑了。所以在現代c++里能不用裸指針就盡量不要用。