在类的函数中使用“const”[重复]答案

【问题标题】：Using 'const' in class's functions [duplicate]在类的函数中使用“const”[重复]
【发布时间】：2011-01-10 13:50:44
【问题描述】：

我在类中看到了很多将 const 关键字放在函数之后的用法，所以我想知道它是关于什么的。我在这里阅读了smth：http://duramecho.com/ComputerInformation/WhyHowCppConst.html。

它说使用 const 是因为函数“可以尝试更改对象中的任何成员变量”。如果这是真的，那么它应该在任何地方使用，因为我不希望以任何方式更改或更改任何成员变量。

class Class2
{ void Method1() const;
  int MemberVariable1;}

那么， const 的真正定义和用途是什么？

【问题讨论】：

如果你的成员变量从不改变，为什么还要有成员变量？
因为他想要一个不可变的类？这并非不合理。
我不是一个真正的 C++ 人，所以这更像是一个有趣的问题，而不是一个“陷阱”问题。如果您希望它真正不可变，为什么不将所有成员声明为“const”？还是你们都将成员声明为 const 并将方法声明为 const？
我可能只是将方法声明为 const，但您可以两者都做。不过，这并不是一个真正适合在评论中描述的主题。
@GMan：令人遗憾的是，人们根据他们预期的“声誉收入”选择性地回答问题，而不是仅仅向有需要的人伸出援助之手。

标签： c++ oop class constants

【解决方案1】：

可以在 const 对象上调用 const 方法：

class CL2
{
public:
    void const_method() const;
    void method();

private:
    int x;
};


const CL2 co;
CL2 o;

co.const_method();  // legal
co.method();        // illegal, can't call regular method on const object
o.const_method();   // legal, can call const method on a regulard object
o.method();         // legal

此外，它还告诉编译器 const 方法不应该改变对象的状态，并且会捕捉到这些问题：

void CL2::const_method() const
{
    x = 3;   // illegal, can't modify a member in a const object
}

使用 mutable 修饰符对上述规则有一个例外，但在进入该领域之前，您应该先熟悉 const 的正确性。

【讨论】：

为了安全起见，是否应该为所有不会改变对象状态的方法提供 const？（例如吸气剂）
为了 const 的正确性，是的。

【解决方案2】：

其他人已经回答了你关于 const 成员函数的技术方面的问题，但这里有一个更大的图景——这就是 const correctness 的想法。

长话短说，const 正确性是关于澄清和强制执行代码的语义。举一个简单的例子。看看这个函数声明：

bool DoTheThing(char* message);

假设别人写了这个函数，你需要调用它。你知道DoTheThing() 对你的字符缓冲区做了什么吗？也许它只是将消息记录到文件中，或者它可能会更改字符串。仅通过查看函数声明，您无法判断调用的语义是什么。如果函数没有修改字符串，那么声明是不正确的。

使你的函数 const 正确也有实际价值。也就是说，根据调用的上下文，您可能无法在没有一些技巧的情况下调用 const 不正确的函数。例如，假设您知道DoTheThing() 不会修改传递给它的字符串的内容，并且您有以下代码：

void MyFunction()
{
  std::string msg = "Hello, const correctness";
  DoTheThing(msg.c_str());
}

上面的代码无法编译，因为msg.c_str() 返回一个const char*。为了编译这段代码，你必须做这样的事情：

void MyFunction()
{
  std::string msg = "Hello, const correctness";
  DoTheThing(msg.begin());
}

...甚至更糟：

void MyFunction()
{
  std::string msg = "Hello, const correctness";
  DoTheThing(const_cast<char*>(msg.c_str()));
}

可以说，它们都不比原始代码“更好”。但是因为DoTheThing() 是以不正确的方式编写的，所以你必须绕着它弯曲你的代码。

【讨论】：

【解决方案3】：

const，当附加到非静态类方法时，告诉编译器你的函数不会修改对象的内部状态。

这在两个方面很有用：

如果您确实在 const 方法中编写了更改内部状态的代码，编译器会捕获错误，将编程错误从运行时转移到编译时。
如果客户端代码在常量指针上调用非 const 方法，编译器会捕获错误，确保“不改变事物的链”得以维持。

通常您希望将所有非变异的非静态类方法声明为 const。这允许调用代码在指针上使用 const 限定符，它有助于捕获错误。

典型的 C++：您可以声明一个类成员变量“可变”，然后从 const 方法甚至更改它。

【讨论】：

【解决方案4】：

意思是你向调用 const 函数成员的客户保证对象的状态不会改变。因此，当你说一个成员函数是 const 时，这意味着你在函数调用期间不会更改任何对象的成员变量。

【讨论】：

这并不完全正确 - 可观察的行为不会改变，但如果标记为 mutable，则成员数据可以。例如，这允许缓存一次计算的结果。
情况更糟。如果您有一个指向某些数据的指针，则成员函数后面的const 只保证指针不变，而不是它指向的数据。然而，数据通常被认为是对象状态的一部分。因此，实际上，const 仅阻止成员函数更改对象的成员数据，而不是其所有状态。它强制执行按位常量，而不是逻辑常量。
确实，它只强制执行按位常量，并且当您将成员设置为可变时，所有赌注都将关闭。这只是对编译器的真正提示，Klatchko 先生在上面有更好的解释。

【解决方案5】：

如果这是真的，那么是否应该在任何地方使用它，因为我不希望任何成员变量以任何方式被改变或改变？

嗯，不。有时您确实需要实例方法来修改成员。例如，任何 set 方法显然都需要设置变量，因此不应将 const 放在任何地方。但是，如果您的对象的状态是完全不可变的，首先考虑是否完全没有实例（即静态类）是否会更好，如果不是这样，则将所有内容都设置为const。

【讨论】：

【解决方案6】：

不希望更改任何成员变量是很不寻常的，但如果这是您的类所需要的，那么您应该将所有成员函数设为 const。

但是，您可能确实想更改至少一些成员：

class A {
  private: 
    int val;
  public:
    A() : val(0) {}
    void Inc() { val++; }
    int GetVal() const { return val; };
};

现在，如果我创建 A 的两个实例：

A a1;
const A a2;

我可以说：

a1.GetVal();
a2.GetVal();

但我只能说：

a1.Inc();

试图改变一个常量对象的值：

a2.Inc();

给出编译错误。

【讨论】：

不改变外部状态的方法在声明式编程中更为常见——诚然，目前在 C++ 中这不是最简单的事情。但更流畅的 C++ 库设计正在开发中（例如Ranges v3），这将使这在未来更加实用。

【解决方案7】：

在方法之后使用的 const 关键字表明此方法不会修改调用它的对象。这样，可以在对象的 const 版本上调用此方法。

【讨论】：