为什么这个const成员函数允许修改成员变量？

Question

class String
{

    private:
        char* rep;

    public:
        String (const char*);
        void toUpper() const;
};


String :: String (const char* s)
{
    rep = new char [strlen(s)+1];
    strcpy (rep, s);
}


void String :: toUpper () const
{
    for (int i = 0; rep [i]; i++)
    rep[i] = toupper(rep[i]);
}


int main ()
{
    const String lower ("lower");
    lower.toUpper();

    cout << lower << endl;
    return 0;
}

Answer 1

const 成员函数，是不会改变其成员变量的成员函数。

成员函数上的 const 并不意味着 const char *。 这意味着您无法更改指针保存的地址中的数据。

您的示例不会改变成员变量本身。

成员函数上的 const 将确保您将所有成员变量视为 const。

这意味着如果您有：

int x;
char c;
char *p;

那么您将有：

const int x;
const char c;
char * const p; //<-- means you cannot change what p points to, but you can change the data p points to

有 2 种类型的 const 指针。 const 成员函数使用我上面列出的函数。

---

获得您想要的错误的方法：

尝试将：更改

char * rep;

为：

char rep[1024];

并删除此行：

rep = new char [strlen(s)+1];

它将抛出您期望的错误（由于 const 关键字而无法修改成员）

因为只有 1 个const 数组的类型。 这意味着您无法修改其任何数据。

---

现在整个系统实际上已经被下面的例子破坏了：

class String
{

    private:
        char rep2[1024];
        char* rep;

 ...


 String :: String (const char* s)
 {
    rep = rep2;
    strcpy (rep, s); 
 }

所以这里要学习的教训是成员函数上的 const 关键字并不能确保你的对象根本不会改变。

它只确保每个成员变量将被视为 const。 对于指针来说，const char * 和 char * const 之间有很大的区别。

大多数时候，const 成员函数意味着该成员函数不会修改对象本身，但情况并非总是如此，如上面的示例所示。

Answer 2

原因是您没有更改rep。 如果愿意，您会在代码中的某处找到 rep = ...; 。 之间的区别

char*const rep;

这是和

const char* rep;

。在您的情况下，如果您执行 const 成员函数，则完成第一个操作：指针是 const。 因此，您将无法重置指针。 但是您很可能能够更改指针所指向的内容。

现在，请记住 rep[i] = ...; 与 *(rep + i) = ...; 相同。 因此，您更改的不是指针，而是指针指向的内容。 允许，因为指针不属于第二种情况类型。

解决方案

1. 您正在查看的常量含义是物理常量。 但是，const 成员函数意味着您的对象是逻辑const。 如果对某些内容的更改将更改对象的逻辑常量，例如，如果它更改了对象所依赖的某些静态变量，则编译器无法知道您的类现在具有另一个逻辑值。 它也不知道逻辑值的变化取决于指针指向的内容：编译器不会尝试检查 const 成员函数中的逻辑常量，因为它无法知道这些成员变量的含义。 这个东西被称为常量正确性。
2. 使用不仅仅是引用或指针的对象：const 成员函数将使该对象成为 const，并且不允许您更改其内容。 std::string，正如某些人所建议的那样，或者是一个字符数组（请注意，数组将不允许您更改其内容，而不仅仅是指针），将是一个合适的选择。

2.

Answer 3

toUpper() 不会更改指针（属于该类）。 它仅更改rep指向的数据（不属于该类）。

然而，“const”是对类的用户的一种保证：如果一个方法被声明为 const，那么使用类的实例的人可以期望在调用该方法时它不会改变。 我的观点是，如果 toUpper() 改变了字符串的状态，不要将其声明为 const，无论 C++ 是否允许。

Answer 4

const 限定符意味着它不会更改类的任何成员。

在这种情况下，rep 是该类的唯一成员，我没有看到任何修改此成员的尝试。 类外部指向或引用的任何内容都不被视为该类的一部分。

此问题的解决方案是将 char* 替换为 std::string。
那么你只能从 toUpper() 中调用 std::string 的 const 成员，

例如（使用 std::string）

class String
{
    std::string rep;

    void toUpper() const
    { 
        for (int i = 0; rep [i]; i++)
            rep[i] = toupper(rep[i]);

        // Can only use const member functions on rep.
        // So here we use 'char const& std::string::operator[](size_t) const'
        // There is a non const version but we are not allowed to use it
        // because this method is const.

        // So the return type is 'char const&'
        // This can be used in the call to toupper()
        // But not on the lhs of the assignemnt statement

    }
}

Answer 5

值

const char* rep;

您无法更改声明为或 的

const char* const rep;

，不幸的是，声明您的成员 const 会变成rep

char* const rep;

，这意味着您无法更改实际地址，但可以更改内容，但无法更改值。

为了使 const memebrs 保持缓冲区常量，您需要使代表和字符数组或字符串对象而不是字符指针。