返回引用的 Const 方法

Question

class Foo
{
    int Bar;

    public:

    int& GetBar() const
    {
        return Bar;
    }
}

GetBar 是一个 const 方法可以吗？它实际上并没有改变任何东西，但它为“外部世界”提供了改变它的手段。

Answer 1

不，这是不合法的。当使用 const 标记方法时，您不仅承诺不会触及对象的任何内部状态，还承诺不会返回任何可用于更改状态的内容的对象。非常量引用可用于在 GetBar() 范围之外修改 Bar 的值，因此您暗示您无法兑现承诺。

您必须将该方法更改为非常量，返回常量引用，或者通过将其标记为可变来使 Bar 免除承诺。例如：mutable int Bar; mutable 关键字告诉编译器该对象的逻辑常量不依赖于Bar 的状态。然后你就可以用它做任何你想做的事。

Answer 2

不，因为你不能做以下作业：
常量 int x; int &y = x;

你可以做的是 const int x; const int &y = x;

当然，重载该方法并创建 const 和非 const 变体是没有问题的。

Answer 3

不，你不能那样做；在 const 方法中，您有一个 const this 指针（在您的情况下，它将是一个 const Foo *） ，这意味着您可以获取其字段¹ 的任何引用都将是 const 引用，因为您是通过“const”访问它们小路”。

因此，如果您尝试执行在该代码中所做的操作，您将收到编译错误，因为您将尝试使用以下代码初始化 int & （方法的返回值） const int & （从 Bar 获得的引用），这显然是被禁止的。

g++实际上说：

testconstref.cpp: In member function ‘int& Foo::GetBar() const’:
testconstref.cpp:9: error: invalid initialization of non-const reference of type ‘int&’ from a temporary of type ‘const int*’

这就是我刚才所说的。 :)

相反，如果您从 const 方法返回对类字段的 const 引用，则不会有任何问题。

---

1. 排除标记为 mutable 的字段，它告诉编译器这些字段甚至可以通过 const 方法进行修改；引入此异常是为了允许 const 方法在不改变其“逻辑”状态的情况下更改对象的“真实”状态；这对于实现惰性求值、引用计数等很有用。

Answer 4

您可能想要返回 Bar，而不是 &Bar。无论如何，我在 Comeau 中删除了这段代码：

class Foo
{
    int Bar;

    public:

    int& GetBar() const
    {
        return &Bar;
    }
};

int main(int argc, char** argv)
{
  Foo x;
  int y = x.GetBar();
  y = 5;
  return 0;
}

并得到了错误：

line 9: error: qualifiers dropped in binding reference of type
          "int &" to initializer of type "const int"
          return Bar;
                 ^

Answer 5

当您使用 const 方法时，类的成员被视为 const。因此，虽然 Bar 在类中是 int 而不是 const int，但在 GetBar() const 的上下文中它是“const int”。因此，将其作为非常量引用或指针返回与执行以下操作一样非法：

const int y = 57;
整数& z = y;

即使第二行实际上还没有改变 y 中的任何内容，这也会破坏常量正确性。

顺便注意一下，如果你的类有指针成员，那么唯一的 const 就是指针本身，而不是它们指向的内容。 （通常称为“浅”常量）

因此这是合法的：

class A
{
  Foo * foo;

  public:
    Foo * getFoo() const // legal. does not have to return const Foo *
    {
       return foo;
    }
};

请注意，在原始代码中，如果 可变，您将被允许通过非常量引用返回 Bar code>，因为这些成员不受成员函数常量的约束。

Answer 6

成员函数的 const 修饰符不允许在其作用域内更改对象的状态。编译器只是检查该函数是否在其作用域内修改对象的状态。再举一个例子 -

class foo
{
    int num ;
    public :
       foo( int anum )
       {
           anum = 10;
       }
       int getNum()
       {
           return num;
       }
 };

 foo obj;
 int& myNum = obj.getNum() ; // myNum is just an alias to the private class variable num
 myNum = 40; // Actually changes the content of the private variable.

因此，编译器只检查访问说明符（即，该变量在此范围内是否可访问），而不检查私有/公共/受保护变量的内存位置（如果返回到其他变量）。