C++ mutable与常对象语义详解
2022/7/25 14:26:13
本文主要是介绍C++ mutable与常对象语义详解,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
摘编自 《Effective C++》 条款三。
“成员函数如果是const” 或者 “一个对象是const对象”到底意味什么?有两个流行概念:bitwise constness(又称physical constness)和 logical constness。
bitwise constness
bitwise const 阵营的人相信,成员函数只有在不更改对象之任何成员变量( static 除外)时才可以说是const。也就是说它不更改对象内的任何一个 bit。这种论点的好处是很容易侦测违反点: 编译器只需寻找成员变量的赋值动作即可。bitwise constness 正是C++对常量性( constness )的原始定义,因此const成员函数不可以更改对象内任何 non-static 成员变量。
不幸的是许多成员函数虽然不十足具备 const 性质却能通过 bitwise 测试。更具体地说,-一个更改了“指针所指物”的成员函数虽然不能算是 const,但如果只有指针(而非其所指物)隶属于对象,那么称此函数为 bitwise const 不会引发编译器异议。这导致反直观结果。假设我们有一个 CTextBlock class,用来封装C风格字符串,它将数据存储为 char* 而不是 string:
class CTextBlock { public: ... char& operator[](std: :size_t position) const { return pText [position]; } private: char* pText; };
这个 class 不适当地将其 operator[] 声明为const成员函数,而该函数却返回一个reference指向对象内部值。假设暂时不管这个事实,请注意,operator[] 实现代码并不更改pText。于是编译器很开心地为operator[]产出目标码。它是 bitwise const,所有编译器都这么认定。但是看看它允许发生什么事:
const CTextBlock cctb ( "Hello");1/声明一个常量对象。char* pe = &cctb[0]; //调用const operator[]取得一个指针,//指向cctb的数据。 *pc = 'J'; // cctb现在有了"Jello”这样的内容。
这其中当然不该有任何错误:你创建一个常量对象并设以某值,而且只对它调用const成员函数。但你终究还是改变了它的值。这样一来,bitwise const 好像就失去了意义。
这种情况导出所谓的 logical constness。这一派拥护者主张,一个const成员函数可以修改它所处理的对象内的某些bits,但只有在客户端侦测不出的情况下才得如此。例如你的CTextBlock class有可能高速缓存(cache)文本区块的长度以便应付询问:
logical constness
这种情况导出所谓的 logical constness。这一派拥护者主张,一个const成员函数可以修改它所处理的对象内的某些bits,但只有在客户端侦测不出的情况下才得如此。例如你的CTextBlock class需要回答字符串长度,当然不可能现数,要添加一个变量缓存当前长度。
class CTextB1ock { public: ... std::size_t length() const { if (!lengthIsvalid){ textLength = std::strlen (pText); //错误!在const成员函数内能赋值给textLength lengthIsvalid = true; //也不能赋值给lengthIsValid。 } return textLength; } private: char* pText; std::size_t textLength; //最近一次计算的文本区块长度。 bool lengthIsvalid; //目前的长度是否有效。 };
length 的实现当然不是 bitwise const,因为textLength和 lengthIsValid都可能被修改。这两笔数据被修改对const CTextBlock对象而言虽然可接受,但编译器不同意。它们坚持bitwise constness。怎么办?
mutable
解决办法很简单:利用C++的一个与const相关的摆动场:mutable(可变的)。mutable释放掉non-static成员变量的bitwise constness 约束:
... private: char* pText; mutable std::size_t textLength; //最近一次计算的文本区块长度。 mutable bool lengthIsvalid; //目前的长度是否有效。 };
从 “bitness” 来看,这个 const 函数不再是“常函数”了。但是从 “logical” 来看,我们觉得length显然没有修改字符串,那两个mutable变量只是辅助而已,修改他们不算破坏规则。
所以,有了 mutable,我们就可以定制自己的 “logical constness”,可以写明白在一个常量或者常函数里,哪些是可以改的,哪些是不能改的。
这篇关于C++ mutable与常对象语义详解的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!
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