C++：如何修改类变量？

Question

来自关于const functions的MSDN页面

代码：

    // constant_member_function.cpp
class Date
{
public:
   Date( int mn, int dy, int yr );
   int getMonth() const;     // A read-only function
   void setMonth( int mn );   // A write function; can't be const
private:
   int month;
};

int Date::getMonth() const
{
   return month;        // Doesn't modify anything
}
void Date::setMonth( int mn )
{
   month = mn;          // Modifies data member
}
int main()
{
   Date MyDate( 7, 4, 1998 );
   const Date BirthDate( 1, 18, 1953 );
   MyDate.setMonth( 4 );    // Okay
   BirthDate.getMonth();    // Okay
   BirthDate.setMonth( 4 ); // C2662 Error
}

但是month 是如何在setMonth 函数中被修改的呢？该函数按值传递并且不返回任何内容。此外，该函数如何知道月份变量以在不传入的情况下对其进行修改？

Answer 1

setMonth 是 Date 类的成员方法，因此可以看到 Date 类的所有成员变量

void Date::setMonth( int mn )
{
   month = mn;          // Modifies data member
}

mn 作为参数传入。这样，无论您作为参数输入什么，都将分配给该类的月份成员变量。

Answer 2

setMonth 是一个成员函数。因此，它有一个隐含的this 指针，指向它正在操作的对象。也就是说，特定对象的每个成员变量都在范围内，并且（非常量）成员函数可以修改它们。

重写setMonth可能会更清晰，

void Date::setMonth( int mn )
{
   this->month = mn;          // Modifies data member
}

Answer 3

此外，该函数如何知道月份变量来修改它而不传递它？

成员函数（如setMonth()）隐式接收到this 类型的对象的指针（在这种情况下）Date 它们被调用。对于限定为const 的成员函数，this 指针是指向const 的指针，它不允许您修改指向对象的状态。

其实如下：

void Date::setMonth( int mn )
{
    month = mn;          // Modifies data member
}

等价于：

void Date::setMonth( int mn )
{
    this->month = mn;          // Modifies data member
//  ^^^^^^
//  "this" is a pointer to an object of type Date (i.e. Date*),
//  and that is the object on which setMonth() is invoked
}

所有其他成员函数也是如此，所以：

int Date::getMonth() const
{
    return month;        // Doesn't modify anything
}

相当于：

int Date::getMonth() const
//                   ^^^^^ Means the implicit "this" pointer is const
{
    return this->month;        // Doesn't modify anything
//         ^^^^^^
//         Here, "this" is a pointer to a CONST Date object (i.e. Date const*),
//         and that is the object on which getMonth() is invoked
}

重要提示：如果调用成员函数的对象具有const 限定类型，则隐式this 指针实际上是指向const 的指针。

这就是为什么你不能在一个类型为 const-qualified 的对象上调用本身不是 const-qualified 的成员函数：a 的状态 const 对象永远不应该被改变，非const 函数不保证永远不会改变它。

因此，编译器将通过引发错误来阻止您对const 限定类型（例如const Date）的对象调用非const 函数（例如Date::setMonth()）。

Answer 4

通过将您的对象定义为const，您可以向编译器保证对象的状态不会改变。它保持创建时的状态。
当调用你的方法setMonth()时，你正在改变对象的状态，不管你是通过引用还是通过值。

void Date::setMonth( int mn )
{
   month = mn;          // Modifies data member <--- Trying to modify the whole object by changing a part of it
}

Answer 5

答案是const 声明的函数表示该函数不会修改调用该函数的对象。也就是说，如果你这样做：

BirthDate.getMonth();

这没关系，因为虽然BirthDate 是const Date，但getMonth 被声明为const，因此保证它不会改变它。

这不起作用的原因：

BirthDate.setMonth( 4 );

是setMonth 没有声明const，这意味着它不保证它不会改变BirthDate，即调用它的对象。

改变的不是输入参数，而是调用函数的对象。在setMonth 的情况下，修改的是Date 实例中的month 变量。

关于程序如何知道函数将修改对象：它不知道。但是您不能在 const 的对象上调用未声明为 const 的函数。此外，尝试在声明为const 的函数中修改（非mutable）成员变量会导致编译器错误。因此，编译器确保您不会违背承诺。 （当然，有一些邪恶的符合标准的方式偷偷地违背这个承诺。但这只是不道德和危险的。）

Answer 6

MyDate 是Date 类的对象。 每个Date 对象都有自己的int month，自从它被声明后就知道了。 （即使在课堂之外，您也知道Date 包含int month，但您无法访问它，因为它是私有的。 您还可以使用this 指针（它是每个类中可用的指针，指向自己的内存位置）。

setMonth 的代码隐式执行以下操作：

void Date::setMonth( int mn )
{
   (*this).month = mn;          // Modifies data member
}