关于 const 成员函数

Question

我遇到了 const 成员函数的两种解释，

class A{
  public:
  ...
  void f() const {}
  ...
}

1. 这意味着它只能访问常量成员；
2. 这意味着它不会修改任何成员；

我认为第二个是对的。但为什么会出现第一个呢？有什么需要澄清的吗？

谢谢！

Answer 1

您可以检查 const 成员函数中的所有类成员值，在某些情况下甚至可以更改成员变量的值。第一个解释是错误的，我不知道它来自哪里。第二种解释是正确的，但也有一些例外。

此规则有一些例外。您还可以更改 const 成员函数中的可变变量，例如这样声明的成员变量：

mutable float my_rank;

您还可以通过 const_cast'ing 对自己的引用来破坏类中的 const 正确性，如下所示：

Class* self = const_cast<Class*> (this);

虽然在 C++ 中技术上允许，但这是通常被认为是糟糕的形式，因为它抛弃了设计中的所有 const 修饰符。除非确实必须这样做，否则不要这样做，并且如果您发现自己必须经常这样做，则表明您的设计存在问题。 C++ FAQ 很好地涵盖了这一点。

如果您想进行更多阅读，这里有两个参考：

• Const- Correctness (cprogramming.com)
• 常量正确性（C++ FAQ Lite）

Answer 2

简单来说，在 const 函数中你不能改变对象的状态。

在 const 函数中，该指针的行为类似于指向 const 数据的 const 指针，而在非 const 函数中，它的行为类似于指向 const 数据的 const 指针数据。

void foo() const  --> const ClassName * const this (so you can't alter data)

void foo() --> ClassName * const this (so you can alter data)

就 const 数据成员而言，您可以从任何成员函数访问（读取）它，无论其是否为 const。

正如詹姆斯·汤普森（James Thompson）所展示的，如果你愿意的话，你甚至可以通过删除常量来改变对象的状态。

class Bar
{
    int bar;
    public:
     void foo() const
     {
        this->bar = 0; //flashes error 

        Bar * const thisClass = const_cast<Bar * const>(this);
        thisClass->bar = 0;  
     }
};

可变数据成员也可以在 const 函数中更改。

Answer 3

他们都是正确的。

const 成员函数不能改变对象的状态。

• 这意味着它可以读取（但不能修改）所有成员变量。
• 这也意味着它只能调用其他 const 成员函数
  其他保证不改变对象状态的方法。

上面 James 还提到了可变成员。
所以我也应该在这里介绍这些。

可变成员变量是不属于对象状态的变量（编译器不认为它是对象状态的一部分）。你也应该这样对待。任何保存对象状态信息的成员变量都不应该被标记为可变的。您应该只使用它来保存可以从对象状态重建的临时信息。

一个简单的例子是日期时间对象。其中该对象具有将数据/时间转换为可读字符串格式的方法。为了提高效率，该字符串可能会缓存在对象的可变成员中（这样您就不需要重复构建该字符串）。但字符串不是对象状态的一部分（因为它可以从其他成员构建）。

James 还提到了上面使用 const_cast 抛弃常量性。

除非在非常特殊的情况下，你知道对象永远不可能常量，这样做通常被认为是一个坏主意。因为它直接导致未定义的行为。如果您发现自己需要放弃常量，那么您的程序中就发生了设计中的非常错误的事情。

事实上我只能想到一种正常发生的情况。然后，在没有先进行研究以确保我看起来不傻的情况下，我不愿意将其提交给代码。

Answer 4

我认为经过一些澄清后，情况 1 可能涉及当您有一个 A 类型的 const 对象时的情况。在这种情况下，您只能调用其声明为 const 的成员函数，如本例中的 f() 。因此，根据您的帖子，您必须假设“it”是 const A 类型的对象上的成员函数的调用者。也许您应该回顾一下您发现的定义，并牢记这一假设。