编译器不按套路出牌,该怎么办?const 成员函数深度剖析

一、const 成员函数

首先来复习一下 const 成员函数,我们自己实现一个字符串 MyStr,内部使用 char* 指针保存原始数据,使用 get_length() 函数获取数组的长度,由于 get 函数不会修改成员变量,可以使用 const 关键字修饰 get_length() 函数,编译期就会帮我们检查是否修改了成员变量,如果有修改,就会在编译期报错,这样就可以保护成员变量不被修改。

arduino 复制代码
class MyStr {
public:
  MyStr() {...}
  ~MyStr() {...}
  size_t get_length() const {
    // _length = 1;  编译出错
    return _length;
  }
  
private:
  char* _data = nullptr;
  size_t _length = 0;
}

二、logic const 和 bitwise const

编译器是怎么实现 const 成员检查的呢?在编译时它会检查该函数有没有对成员变量进行修改,比如上面代码里的赋值操作 _length = 1 就明显修改了成员变量,发现这样的操作编译器就会报警,这种校验就是 bitwise const。

然而只有 bitwise const 是不够的,设想 MyStr 中的 _data 使用了高速缓存,还有别的操作会修改字符串的长度,get_length() 函数需要改成下面这样。

arduino 复制代码
size_t get_length() const {
  _length = strlen(_data); // 编译器会报错
  return _length;
}

更新字符串长度并没有改变 _data 的内容,从逻辑(logic)来讲符合 const 函数的定义,但编译器并不这样认为,我们可以使用 mutable 字段让编译器不再阻拦我们,像下面这样

arduino 复制代码
MyStr {
public:
  MyStr() {...}
  ~MyStr() {...}
  size_t get_length() const {
    _length = strlen(_data); // 编译器不会报错
    return _length;
  }
  
private:
  char* _data = nullptr;
  mutable size_t _length = 0;
}

这种逻辑上不改变数据的 const 函数就叫做 logic const。

三、编译器检查不出怎么办

上面讲了一种绕过编译器检查的情况,下面来看一种编译器检查不出来的问题,当类的成员变量为指针时,只改变指针指向的数据而不改变指针,编译器是不会认为违背 const 原则的。比如我们提供 operater[] 操作符来访问 MyStr 的元素

arduino 复制代码
class MyStr {
public:
  ...
  char& operator[](const size_t index) const {
    return _data[index];
  }
private:
  char* _data = nullptr;
  size_t _length = 0;
}

MyStr my_str;
my_str[0] = 'a'; // 这样就通过const函数改变了成员变量指针指向的内容,并且编译器不会报错

这种情况怎么办呢?我们一定要记得把 const 函数的返回值设置为 const

arduino 复制代码
class MyStr {
public:
  ...
  const char& operator[](const size_t index) const {
    return _data[index];
  }
private:
  char* _data = nullptr;
  size_t _length = 0;
}

MyStr my_str;
my_str[0] = 'a'; // 这样编译器就会报错,因为我们修改了常引用

总结

最后把前面讲的总结为两点:

  1. 想要绕过编译器 const 检查时,对成员变量增加 mutable 修饰
  2. 常量函数的返回值(特别是引用和指针)一定要加 const 修饰
相关推荐
AI+程序员在路上41 分钟前
Qt6中模态与非模态对话框区别
开发语言·c++·qt
岁忧6 小时前
(LeetCode 面试经典 150 题 ) 11. 盛最多水的容器 (贪心+双指针)
java·c++·算法·leetcode·面试·go
蜉蝣之翼❉11 小时前
CRT 不同会导致 fopen 地址不同
c++·mfc
aramae11 小时前
C++ -- STL -- vector
开发语言·c++·笔记·后端·visual studio
lixzest11 小时前
C++ Lambda 表达式详解
服务器·开发语言·c++·算法
_Chipen12 小时前
C++基础问题
开发语言·c++
灿烂阳光g12 小时前
OpenGL 2. 着色器
c++·opengl
AA陈超13 小时前
虚幻引擎UE5专用服务器游戏开发-20 添加基础能力类与连招能力
c++·游戏·ue5·游戏引擎·虚幻
mit6.82414 小时前
[Meetily后端框架] AI摘要结构化 | `SummaryResponse`模型 | Pydantic库 | vs marshmallow库
c++·人工智能·后端
R-G-B14 小时前
【02】MFC入门到精通——MFC 手动添加创建新的对话框模板
c++·mfc·mfc 手动添加创建新的对话框