当容器在 C++ 中为 const 时，如何对容器持有的对象进行非 const 访问

Question

我有两个类之间的关系以及下面示例中说明的一些附加功能代码。 MiddleMan 类包含几个指向 DataObject 类实例的指针容器。我想强制对一个容器中的数据对象进行只读访问，同时允许对另一个容器中的数据容器进行写访问。 MiddleMan 的用户永远不能直接修改容器本身（ptr_vector 成员）。

我猜想当通过MiddleMan const 成员函数访问时，DataObject 指针会发生 const 提升。我怎样才能避免这种情况？在我的对象关系中，MiddleMan 在逻辑上并不拥有DataObject 实例。因此，我不希望 DataObject 实例受到 const 保护。

我使用了boost::ptr_vector 容器，因为我知道 STL 容器对于这类事情可能会更成问题。虽然没有解决我的问题。 我很高兴在 MiddleMan 中使用 const_cast，但我不知道如何使用。

// const correctness access through middleman example
// g++ -I/Developer/boost  ptr_container_ex.cc
#include <boost/ptr_container/ptr_vector.hpp>

struct DataObject
{
    DataObject(size_t n) : _data(new float[n]) {}
    ~DataObject() {delete _data;}
    float * dataNonConst() { return _data; }
    const float * dataConst() const { return _data; }
    float * _data;
};


struct MiddleMan
{

    typedef boost::ptr_vector<DataObject> containerVec_t;

    const containerVec_t & inputVars() const { return _inputVars; }
    const containerVec_t & outputVars() const { return _outputVars; }

    void addInputVar(  DataObject * in  ) { _inputVars.push_back( in ); }
    void addOutputVar( DataObject * out ) { _outputVars.push_back( out ); }

    containerVec_t _inputVars, _outputVars;

};

// just an example that the DataObject instances are managed externally
DataObject g_dataInstances[] = {DataObject(1), DataObject(2), DataObject(3)};

MiddleMan theMiddleMan;


int main()
{
    theMiddleMan.addInputVar( &g_dataInstances[0]);  // this is just setup
    theMiddleMan.addOutputVar( &g_dataInstances[1]);

    const MiddleMan & mmRef = theMiddleMan; // I actually only have a const ref to work with

    // read data example
    const MiddleMan::containerVec_t & inputs = mmRef.inputVars();
    float read = inputs[0].dataConst()[0];

    // write data example
    const MiddleMan::containerVec_t & outputs = mmRef.outputVars();
    float * data_ptr = outputs[0].dataNonConst(); // COMPILER ERROR HERE:

    return 0;
}

我正在获取编译器输出：

ptr_container_ex.cc: In function ‘int main()’:
ptr_container_ex.cc:49: error: passing ‘const DataContainer’ as ‘this’ argument of ‘float* DataContainer::dataNonConst()’ discards qualifiers

Answer 1

您需要在每个不具有 const 访问权限的地方排除 const 修饰符：

containerVec_t & outputVars() { return _outputVars; } //Change definition in MiddleMan class

MiddleMan::containerVec_t & outputs = theMiddleMan.outputVars(); //Change reference type
float * data_ptr = outputs[0].dataNonConst(); //No compiler error here

Answer 2

一个工作场景使用const_cast 访问输出变量。我无法返回对整个容器的引用，但我可以获得返回开始和结束迭代器所需的功能。

// const correctness access through middleman example
// g++ -I/Developer/boost  ptr_container_ex.cc
#include <boost/ptr_container/ptr_vector.hpp>

struct DataObject
{
    DataObject(size_t n) : _data(new float[n]) {}
    ~DataObject() {delete _data;}
    float * dataNonConst() { return _data; }
    const float * dataConst() const { return _data; }
    float * _data;
};


struct MiddleMan
{
    typedef boost::ptr_vector<DataObject> containerVec_t;

    containerVec_t::iterator outputVarsBegin() const { return const_cast<containerVec_t&>(_outputVars).begin(); }
    containerVec_t::iterator outputVarsEnd() const { return const_cast<containerVec_t&>(_outputVars).end(); }

    const containerVec_t & inputVars() const { return _inputVars; }

    void addInputVar(  DataObject * in  ) { _inputVars.push_back( in ); }
    void addOutputVar( DataObject * out ) { _outputVars.push_back( out ); }

    containerVec_t _inputVars, _outputVars;

};

// just an example that the DataObject instances are managed externally
DataObject g_dataInstances[] = {DataObject(1), DataObject(2), DataObject(3)};

MiddleMan theMiddleMan;


int main()
{
    theMiddleMan.addInputVar( &g_dataInstances[0]);  // this is just setup
    theMiddleMan.addOutputVar( &g_dataInstances[1]);

    const MiddleMan & mmRef = theMiddleMan; // I actually only have a const ref to work with

    // read data example
    const MiddleMan::containerVec_t & inputs = mmRef.inputVars();
    float read = inputs[0].dataConst()[0];

    // write data example
    float * data_ptr2 = mmRef.outputVarsBegin()->dataNonConst(); // WORKS

    return 0;
}