const_cast<> 的正确用法

Question

作为一个常见规则，在 C++ 代码中使用 const_cast<>() 通常被认为是一种不好的做法，因为它（大多数时候）暴露了设计中的缺陷。

虽然我完全同意这一点，但我想知道在什么情况下使用 const_cast<>() 是ok以及唯一的解决方案。

你们能给我一些您知道/遇到过的例子吗？

非常感谢。

Answer 1

它几乎被设计为仅与非 const 正确的遗留 API 一起使用，即与您无法更改且具有非 const 接口但实际上不会改变接口上任何内容的函数一起使用

Answer 2

正如其他人所说，它的主要目的是从对象中删除 const，以便传递给您知道不会修改参数的非常量正确函数。

有一个技巧（Meyers 提出的？）可以避免代码重复，如下所示：

struct foo
{
    const return_type& get(void) const
    {
        // fancy pants code that you definitely
        // don't want to repeat

        return theValue; // and got it
    }

    return_type& get(void)
    {
        // well-defined: Add const to *this,
        // call the const version, then
        // const-cast to remove const (because
        // *this is non-const, this is ok)
        return const_cast<return_type&>(static_cast<const foo&>(*this).get());
    }
};

Answer 3

const_cast 还用于删除 volatile 修饰符，如这篇（有争议的）文章中的实践：

Answer 4

我同意你的说法，即它的正常使用是因为你需要隐藏“设计缺陷”。

IME 的典型使用场景之一是当您尝试将 C++ 与现有 C 代码连接时。许多现有的 C 代码将 C 字符串视为 char *，即使字符串未修改也是如此，而它们通常表示为在 C++ 中转换为 const char * 的内容。这是两种语言之间的阻抗不匹配，通常可以使用 const_cast 来解决。当然，您最好非常确保您所连接的代码不会获得任何有关修改传入数据的可爱想法。

我想说，这是一段新的代码味道编写的代码，但对于与旧的 C 和 C++ 代码交互，这是一个必要的邪恶。也就是说，我对任何非 POD 对象都需要 const_cast 的代码非常警惕，因为这通常是一个应该在设计级别而不是代码级别解决的问题。

Answer 5

（在我看来）一种合法的用途是使用 std::set 迭代器。它们始终是 const，以防止更改集合中使用的密钥。更改密钥会破坏集合的内部结构并导致未定义的行为。

但是，只要密钥不更改，就可以安全地更改对象中的其他数据。

假设你有一个像这样的 std::set

std::set<MyObject> some_set;

和一个这样的类：

class MyObject {
    public:
        MyObject(const std::string &key)
            : key_(key) {}

        bool operator<(const MyObject &other) const {
            return key_ < other.key_;
        }

    private:
        // ...
        // <some other data>
        // ...

        const std::string key_;
};

在上面的例子中，键已经是 const，所以即使你修改了对象，你不能破坏集合的内部结构。

通常，您只能从 set 迭代器中获取 const 引用：

const MyObject &object = *some_set_iterator;

但由于键是 const，因此可以安全地 const_cast 取消引用的迭代器：

MyObject &object = const_cast<MyObject &>(*some_set_iterator);

Answer 6

一个非常合法的用法是当您同时拥有 const 和非 const api（分别用于 const 和非 const 对象）时，如

class Bar {
   const SomeType& foo() const; 
   SomeType& foo();
}

Then 中所示，因为我们不想在我们经常使用的两个函数中重复代码

class Bar {
   SomeType& foo() {
      //Actual implementation 
   }
   const SomeType& foo() const {
        return const_cast<Bar*>(this)->foo();
   }
};

这当然是假设foo 不会做任何违反 const 语义的事情。

Answer 7

是的，当然，当您无法修改且 const 不正确的调用代码时。应该注意的是，您应该仅将它与对您确定不会修改数据的函数的调用一起使用！

Answer 8

C++ Primer(5th Edition)一书中有const_cast用法的例子。
下面的函数返回对 const 字符串的引用

// return a reference to the shorter of two strings
const string &shorterString(const string &s1, const string
&s2)
{
    return s1.size() <= s2.size() ? s1 : s2;
}

本书随后提到了我们需要非 const 引用的情况。

我们可以在一对非常量字符串参数上调用该函数，但是
我们将得到对 const 字符串的引用作为结果。我们可能想要
拥有一个 ShortString 版本，当给定非常量时
参数，将产生一个简单的参考。我们可以写这个版本
我们的函数使用 const_cast：

string &shorterString(string &s1, string &s2)
{
    auto &r = shorterString(const_cast<const string&>(s1),
                            const_cast<const string&>(s2));
    return const_cast<string&>(r);
}

此版本通过强制转换来调用较短字符串的 const 版本
const 引用的参数。该函数返回一个引用
一个常量字符串，我们知道它绑定到我们的原始字符串之一，
非常量参数。因此，我们知道转换该字符串是安全的
回到纯字符串&在回报中。

根据这本书，如果我们知道它是安全的，就应该使用它。