从 const 成员函数返回 'this' 作为非常量

Question

我想在下面的 Point 类上做方法链接。

#include <iostream>

class Point {
  public:
    Point(int x, int y): _x(x), _y(y) {}

    Point& moveX(int x);
    Point& moveY(int y);
    Point& print() const;

  ...
};

...

Point& Point::print() const {
  std::cout << "(" << _x << "," << _y << ")" << std::endl;
  return *this;  // Compile fails
}

我认为将print() 标记为const 成员函数是有意义的，因为它只打印内部成员。但是，我想在非 const 和 const 函数之间进行方法链接，如下所示。

int main() {
  Point p(1,1);
  p.moveX(10).print().moveY(11); // method chaining
}

所以我必须将 this 作为非常量返回，但编译失败，因为据我了解，成员在 const 成员函数中标记为 const，包括 this。

有没有办法在这种情况下进行方法链接？

Answer 1

您可以提供两个成员函数，一个const 和一个非const。 const 将在Point const 上调用，非const 在Point 上调用。

class Point {
public:
    Point(int x, int y): _x(x), _y(y) {}

    Point& moveX(int x);
    Point& moveY(int y);
    Point& print();
    Point const& print() const;

    ...
};

---

作为侧节点，最好重载std::ostream& operator<<(std::ostream&, Point const&)，这样你就可以将它用于任何输出流，而不仅仅是std::cout：

class Point {
    ...
private:
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, Point const& point) {
        stream << "(" << point._x << "," << point._y << ")";
        return stream;
    }
}

Answer 2

IMO 你没有正确理解 const 方法可以做什么。如果 const 方法返回对您的对象的非常量引用，则它不是常量方法。

因此，在您的情况下，您可以简单地从 print 方法中返回任何内容，并在链接结束时使用它，例如 p.moveX(10).moveY(11).print();.

UPD。或者，如果您有可能向您的类添加一些新的 const 方法，您可以返回 const Point&。

Answer 3

您可以在返回时使用const_cast（即return const_cast<Point&>(*this)） - 这将确保您的方法无法修改对象，但调用者将能够修改它。

Answer 4

失败的原因是在const成员函数内部，this实际上是const Point*，而不是Point*。因此，您正在尝试从 const 指针初始化非 const 引用。并不是编译器不相信你，你只是一次要求两个不兼容的东西。

在我看来，这是const_cast 的极少数有效用法之一。通常，使用const_cast 几乎总是表示设计错误，或者更糟糕的是编程错误。
在这里，函数真的是const，应该是const，但是没有理由你不能在之后链接非const的东西，所以做这样的事情可以说是合法的。

但是请注意，尽管该函数是严格意义上的const（就对象而言，与其说是使用 IO 函数！），但您应该考虑的一件事是，在某些（罕见的）情况下，它可能会导致代码不符合您的要求。允许编译器缓存 const 函数的结果并省略对同一 const 函数的另一个调用（因为您承诺它不会改变任何内容）。因此，可以将some_point.Print().Print(); 优化为some_point.Print()。这对您来说可能不是问题（为什么要打印两次相同的值），只是一般需要注意的事情。