const_cast 设置规则并为函数 const 打破它

Question

在我在网上找到的以下示例中，提到const_cast 的优点之一是它允许常量函数更改类成员。这对我来说是一个问题。为什么我们要通过const 为函数设置规则，然后用const_cast 打破该规则？是不是跟作弊一样？完全不为函数设置const不是更好吗？

#include <iostream>
using namespace std;

class student
{
private:
    int roll;
public:

    student(int r):roll(r) {}

    // A const function that changes roll with the help of const_cast
    void fun() const
    {
        ( const_cast <student*> (this) )->roll = 5;
    }

    int getRoll()  { return roll; }
};

int main(void)
{
    student s(3);
    cout << "Old roll number: " << s.getRoll() << endl;

    s.fun();

    cout << "New roll number: " << s.getRoll() << endl;

    return 0;
}

reference

Answer 1

这是const_cast 用法的一个糟糕示例。想象一个更好的例子。已发布类的方法未错误地声明为const。你有一个对这个类的 const-reference 并且想要调用这个方法。但是你不能这样做，因为它没有被声明为const错误。在这种情况下，你可以对编译器说：“好吧，我知道我在做什么，我知道这个方法实际上并没有改变任何东西，只是从那个引用中删除 const-ness 并允许我调用这个方法。相信我，我是程序员”。

现实生活中的例子。在 OpenCV 库中，没有不可变图像之类的东西。核心类cv::Mat 是可变的。假设您想围绕一个恒定的内存缓冲区创建一个只读包装器。构造它的唯一方法是强制转换 const，如下所示：

const char* myConstBuffer = GetConstBuffer();
const cv::Mat myConstImage(const_cast<char*>(myConstBuffer), /* dimensions, etc. */);

这是一个合法的代码，因为构造的图像的类型为const cv::Mat，你不能在它上面调用任何修改方法。但是在这里使用const_cast 仍然暴露了一个设计错误：应该有一个有效的方法来构造这样的只读缓冲区。

Answer 2

亮例——引用计数对象。事实上，引用计数声明了对象生命周期策略，但与类实现的真正“业务”流程无关。而const 与业务流相关。例如 - 您有企业帐户，但无法更改：

class BusinessAccount{
   unsigned _refcount;
   double _amount
   ...

你有一些操作要“查看”

void view(SmartPtr<BusinessAccount> smart_ptr)

因此，如果view 必须获得对象的所有权 - 它必须增加 _refcount。

PS 更好的解决方案有关键字 - 字段 _refcount 上的 mutable 而不是 const_cast

Answer 3

这确实是个坏主意。除了对函数的行为撒谎外，它还允许您修改常量 student 对象的成员，从而给出未定义的行为。

一般来说，一个成员函数应该是const，当且仅当它不修改对象的可观察状态。所以在这种情况下，它不应该是const。

有时，您可能希望在不会导致可观察到的变化的函数中修改特定成员；例如，锁定互斥体以访问共享数据，或缓存复杂计算的结果。在这种情况下，声明这些成员mutable，以便类的其余部分仍受const-正确性保护。

Answer 4

const 主要是向来电者表达意图。当成员函数标记为const 时，您是在告诉调用者他们可以期望该对象的公共接口不会改变。

但是想象一个场景，您希望使用序列号记录对该函数的调用。该序列号将需要更改，但此更改仅在类的私有深度内可见。在这种情况下，“欺骗”const my 将序列号变量标记为mutable 是合适的。

const_cast 是类似的原理。