const_cast 和 std::move 从非引用中删除常量答案

【问题标题】：const_cast and std::move to remove constness from non-referenceconst_cast 和 std::move 从非引用中删除常量
【发布时间】：2016-09-21 22:49:42
【问题描述】：

我有一个无法修改的外部库。该库声明了一个模板函数，由于某种原因返回 const 非引用对象：

template<class C>
const C foo();

我还有另一个无法修改的外部库。该库声明了一个不可复制的类，并且仅具有来自非常量对象的移动构造函数：

struct bar {
    bar();
    bar(const bar&)=delete;
    bar(bar&&);
};

现在我需要使用foo<bar>。一个简单的用法：

bar buz() {
    return foo<bar>();
}

失败了

main.cpp: In function 'bar buz()':
main.cpp:13:21: error: use of deleted function 'bar::bar(const bar&)'
     return foo<bar>();
                     ^
main.cpp:8:5: note: declared here
     bar(const bar&)=delete;
     ^~~

这是有道理的，没有简单的解决方法可以编译代码。

但是，如果我添加一些更复杂的解决方法：

bar buz() {
    return const_cast<bar&&>(std::move(foo<bar>()));
}

它编译并且整个代码按预期工作（不仅是上面的简化示例，还有我的真实代码）。

但是，它是安全的，还是我遇到了一些未定义的行为？有没有更好的解决方法？

我已阅读并了解有关从函数（1、2）返回 const 的问题，常见的答案似乎是在现代 C++ 中不鼓励返回 const 对象，但我的问题不是关于它，而是关于当外部库返回const 对象时如何解决这种情况。

【问题讨论】：

问题中隐含的假设是 API 在这里是错误的。你正在使用什么库？您要解决哪些问题需要您围绕 API 工作？
const_cast<bar>(foo<bar>()) 还不够吗？它仍然在返回语句中留下未命名的对象，所以移动语义应该启动
@Petr :/ 可悲的是，我会尝试 const_cast<bar&&> 而不使用 std::move，只是为了让它更简单。另外-您确定 foo 内部没有任何特定内容可以使const 合理吗？
不要依赖未定义的行为。如果需要，切换库
@Petr 好吧，我更喜欢保证工作的长代码，而不是将来可能会中断的短代码:)

标签： c++ c++11 constants move-semantics

【解决方案1】：

如果bar 的移动构造函数修改了任何内容，则丢弃 const 将导致未定义的行为。您可能可以像这样解决您的问题而不会引入未定义的行为：

struct wrapped_bar {
    mutable bar wrapped;
};

bar buz()
{
    return foo<wrapped_bar>().wrapped;
}

让wrapped 成员是可变的意味着该成员是非常量的，即使wrapped_bar 对象作为一个整体是常量。根据foo() 的工作方式，您可能需要将成员添加到wrapped_bar 以使其更像bar。

【讨论】：

+1 好主意！鉴于wrapped_bar 是buz() 的实现细节，最好在buz() 的主体中定义它。当然，这一切都依赖于foo<T> 为任何T 工作。

【解决方案2】：

从技术上讲，您将程序暴露给未定义的行为。由于原始对象C（临时）被声明为const，因此对其进行常量转换和修改是非法的并且违反标准。（我假设，move构造函数对movee做了一些修改）。

话虽如此，它可能适用于您的环境，但我没有看到更好的解决方法。

【讨论】：

@DavidHaim，首先，它被创建为const。返回的临时对象是一个单独的对象，函数签名要求它是 const。比，可能是基于 OP 自己的声明（并且整个代码按预期工作）。
纯属猜测。说它“可能是未定义的行为”是这里唯一确定的答案，因为 OP 只关心 about casting const away。
@sleeptightpupper，你能详细说明我在这里推测的时间点吗？
我不会 const 强制转换导致 UB，事实是如果你修改声明为 const 的实际对象。
@0x499602D2，这确实是真的 - 但是，我用在那里使用的代码回答了具体问题（很可能，右值 ctor 做了一些修改）。为了清楚起见，我仍然会进行编辑。

【解决方案3】：

由于函数调用的结果本身就是一个 R 值，因此您不需要在 return 语句中对其应用 std::move - const_cast<bar&&>(foo<bar>()) 就足够了。这使代码更易于阅读。

仍然 - 没有标准保证这将始终适用于所有 bar 类型。甚至更多——在某些情况下这可能会导致未定义的行为。（想象一下一些非常侵入性的优化，它完全消除了foo 并使其结果成为内存“静态数据”段中的对象——就像foo 是@987654326 @. 然后调用移动构造函数，这可能会修改其参数，可能会导致访问冲突异常）。

您所能做的就是切换到不同的库（或者，如果可能，请库维护者修复 API）或创建一些单元测试并将其包含在您的构建过程中 - 只要测试通过，您应该没问题（请记住使用与“生产”构建中相同的优化设置 - const_cast 是其中之一，很大程度上取决于编译设置。

【讨论】：