RAII：在 const 方法中初始化数据成员

Question

在RAII中，资源在被访问之前不会被初始化。然而，许多访问方法被声明为常量。我需要调用一个可变（非常量）函数来初始化数据成员。

示例：从数据库加载

struct MyClass
{
  int get_value(void) const;

  private:
     void  load_from_database(void); // Loads the data member from database.

     int m_value;
};

int
MyClass ::
get_value(void) const
{
  static bool value_initialized(false);
  if (!value_initialized)
  {
    // The compiler complains about this call because
    // the method is non-const and called from a const
    // method.
    load_from_database();
  }
  return m_value;
}

我的原始解决方案是将数据成员声明为可变。我宁愿不这样做，因为它表明其他方法可以更改成员。

如何转换 load_from_database() 语句来消除编译器错误？

Answer 1

这不是 RAII。在 RAII 中，您可以在构造函数中初始化它，这将解决您的问题。

所以，您在这里使用的是Lazy。无论是延迟初始化还是延迟计算。

如果您不使用mutable，您将陷入痛苦的境地。

当然，您可以使用 const_cast，但是如果有人这样做怎么办：

static const MyClass Examplar;

并且编译器认为它是只读内存的良好候选者？好吧，在这种情况下，const_cast 的效果是未定义的。最好的情况下，什么也不会发生。

如果您仍然希望采用 const_cast 路线，请像 R Samuel Klatchko 那样进行。

如果您经过深思熟虑并认为可能有更好的选择，您可以决定包装您的变量。如果它是在它自己的类中，只有 3 个方法：get、set 和 load_from_database，那么你就不会担心它是<代码>可变。

Answer 2

您基本上是在实现缓存机制。我个人认为将缓存数据标记为可变是可以的。

Answer 3

正如 Matthieu 已经指出的那样，您在这里尝试做的事情与 RAII 几乎没有关系（如果有的话）。同样，我怀疑 const 和 mutable 的任何组合是否真的会有帮助。 const 和 mutable 修改类型，并同样适用于对该类型对象的所有访问。

您似乎想要的是少量代码具有写入权限，而其他任何代码都只能读取该值。考虑到 C++（以及大多数类似语言）的基本设计，正确的方法是将变量移动到它自己的类中，其中需要写入访问权限的少量代码作为（或可能是）那个班级。世界的其他部分通过类的接口（即检索值的成员函数）获得只读访问权限。

您发布的（大概是精简的）MyClass 非常接近正确——您只需要单独使用它，而不是作为具有许多其他成员的较大类的一部分。主要需要更改的是 1) 将名称从 MyClass 更改为 lazy_int 之类的名称，以及 2) （至少按照我的喜好）get_value() 可能应该重命名为 operator int()。是的，m_value 可能需要是可变的，但这不允许其他代码写入该值，因为其他代码根本无法访问该值本身。

然后将这种类型的对象嵌入到更大的类中。由于其operator int()，该外部类中的代码可以将其视为 int （只读），但无法写入它，只是因为该类没有给出任何方式都可以这样做。

Answer 4

[看，妈妈！没有演员表！ :)) ]

struct DBValue 
{
  int get_value();

private:
  void load_from_database();
  int value;
};

struct MyClass 
{
  MyClass(): db_value(new DBValue()) {}
  ~MyClass() { delete db_value; } 

  int get_value() const;

private:
  DBValue * const db_value;
};

int MyClass::get_value() const
{
  return db_value->get_value(); // calls void load_from_database() if needed
}

这个想法是拥有一个政治上正确的 MyClass 和 const 方法除了调用之外不改变任何东西< /b> 聚合对象的 const 和非 const 方法通过 const 指针。

Answer 5

不要在这里使用 const_cast，否则你就是在自找麻烦。在这种情况下使用可变应该不是问题，但如果探查器没有提出其他建议，那么我认为用户在看到构造成本高昂的对象而不是第一次调用成本高昂的访问器方法时不会感到惊讶。

Answer 6

如果您的方法更改了对象的状态（例如，通过更改底层数据库的状态），则该方法不应该是 const。在这种情况下，您应该有一个单独的非常量 load 方法，必须在调用 const getter 之前调用该方法。

此方法既不需要 const_cast 也不需要 mutable，并且会使潜在的昂贵操作变得显式。