只制作 const 对象的 const 副本

Question

我有一个包含引用的类，例如：

class A {
 A(B &b) : b(b) {} // constructor
 B &b;
}

有时 b 必须是只读的，有时它是可写的。当我创建一个const A a(b); 对象时，很明显我想将其中的数据保护为const。 但是 - 不小心 - 制作对象的非常量副本很容易，这会使其中的数据易受攻击。

const A a(b); // b object protected here
A a_non_const(a);
a_non_const.b.non_const_function(...); // b not protected now

我认为我应该以某种方式阻止对象在 const 时的副本，如下所示：

const A a(b);
const A a2(a); // OK!
A a_non_const(a); // Compiler error

这可能吗？

Answer 1

代码中的缺陷：即使使用const，您的数据也没有“受保护”

const 类型限定符管理对类型成员函数的访问以及对其成员的访问。由于您的成员 B & b 是一个引用，const 在这里对您没有多大作用：无论哪种方式初始化后都不能更改引用。您如何访问该引用的 目标 甚至没有被考虑：

const A a(b);
a.b.non_const_function(); // OOPS, no problem!

模板解决方案

除了 (ab) 使用 const 类型限定符之外，您还可以在您的类型中添加一个“标志”，以区分您需要能够进行非常量访问的情况和您不需要的情况：

#include <type_traits>

struct B {
    void danger() {
    }
    void all_fine() const {
    }
};

template<bool Writeable>
struct A {
    using BRef = typename std::conditional<Writeable, B &, B const &>::type;
    BRef b;

    A (BRef b) : b(b) {};
};

using ConstA = A<false>;
using NonConstA = A<true>;

int main() {
    B b;
    ConstA a(b);
    //NonConstA nc_a(a);
    ConstA another_a(a);
    //another_a.b.danger();
    another_a.b.all_fine();

    NonConstA a2(b);
    a2.b.danger();
}

使用一些std::enable_if，您可以选择性地启用/禁用A 的成员函数，具体取决于它们是否需要“可写”b。

真正的解决方案：重构您的设计

但是我想更加强调这条评论：

“有时 b 必须是只读的，有时它是可写的。” 你所有的问题都源于这种奇怪的二元性。我建议为你的班级选择一组语义，而不是两个

来自Lightness Races in Orbit

你或许应该考虑拆分你的类，这样你就有一个 CommonA 与 WriteableA 和 NonWriteableA 使用的功能（名字很糟糕，但我希望你明白我的意思）。

Answer 2

你可以为堆做：

static const A *constCopy(const A &a); // and of course implement it somewhere

那么你就不会通过你得到的指针意外修改对象了（必须存储在const A *，否则编译器会报错）。

但是它不适用于基于堆栈的对象，因为返回局部变量的const A & 是一个相当致命的操作，并且尚未发明“const 构造函数”（相关：Why does C++ not have a const constructor?）