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c++ - 将常量传播到成员变量指向的数据

coder 2023-05-31 原文

对于 C++ 新手来说，const 成员函数被允许在类引用的对象上调用非 const 方法(通过指针或引用)通常很困惑。例如，以下是完全正确的:

class SomeClass
{
    class SomeClassImpl;
    SomeClassImpl * impl_; // PImpl idiom

  public:    

    void const_method() const;
};

struct SomeClass::SomeClassImpl
{
    void non_const_method() { /*modify data*/ }
};

void SomeClass::const_method() const
{
    impl_->non_const_method(); //ok because impl_ is const, not *impl_
};

但是，如果 constness 会传播到指向的对象，有时会相当方便(我自愿使用 PImpl 习惯用法，因为这是我认为“constness 传播”非常有用的一种情况)。

当使用指针时，这可以很容易地通过使用某种智能指针来实现，该指针带有在 const 上重载的运算符:

template < typename T >
class const_propagating_ptr
{
  public:

    const_propagating_ptr( T * ptr ) : ptr_( ptr ) {}

    T       & operator*()       { return *ptr_; }
    T const & operator*() const { return *ptr_; }

    T       * operator->()       { return ptr_; }
    T const * operator->() const { return ptr_; }

    // assignment operator (?), get() method (?), reset() method (?)
    // ...

  private:

    T * ptr_;
};

现在，我只需要修改SomeClass::impl_成为 const_propagating_ptr<SomeClassImpl>获得想要的行为。

所以我对此有几个问题:

  1. 是否存在一些我忽略的常量传播问题？
  2. 如果没有，是否有任何库提供类来获得 constness 传播？
  3. 常见的智能指针(unique_ptr、shared_ptr 等)提供某种手段来获得这种行为(例如通过模板参数)不是很有用吗？

最佳答案

  1. 正如@Alf P. Steinbach 指出的那样，您监督了这样一个事实，即复制您的指针会产生一个指向同一底层对象的非常量对象。 Pimpl(下)通过执行深拷贝很好地规避了这个问题，unique_ptr 通过不可复制来规避它。当然，如果指针对象由单个实体拥有，则要容易得多。

  2. Boost.Optional传播 const-ness，但它并不完全是一个指针(尽管它模拟了 OptionalPointee 概念)。我知道没有这样的其他图书馆。

  3. 我希望他们默认提供它。添加另一个模板参数(我猜是特征类)似乎不值得麻烦。但是，这会从根本上改变经典指针的语法，所以我不确定人们是否准备好接受它。

Pimpl 类的代码

template <class T>
class Pimpl
{
public:
  /**
   * Types
   */
  typedef T value;
  typedef const T const_value;
  typedef T* pointer;
  typedef const T* const_pointer;
  typedef T& reference;
  typedef const T& const_reference;

  /**
   * Gang of Four
   */
  Pimpl() : _value(new T()) {}
  explicit Pimpl(const_reference v) : _value(new T(v)) {}

  Pimpl(const Pimpl& rhs) : _value(new T(*(rhs._value))) {}

  Pimpl& operator=(const Pimpl& rhs)
  {
    Pimpl tmp(rhs);
    swap(tmp);
    return *this;
  } // operator=

  ~Pimpl() { boost::checked_delete(_value); }

  void swap(Pimpl& rhs)
  {
    pointer temp(rhs._value);
    rhs._value = _value;
    _value = temp;
  } // swap

  /**
   * Data access
   */
  pointer get() { return _value; }
  const_pointer get() const { return _value; }

  reference operator*() { return *_value; }
  const_reference operator*() const { return *_value; }

  pointer operator->() { return _value; }
  const_pointer operator->() const { return _value; }

private:
  pointer _value;
}; // class Pimpl<T>

// Swap
template <class T>
void swap(Pimpl<T>& lhs, Pimpl<T>& rhs) { lhs.swap(rhs); }

// Not to be used with pointers or references
template <class T> class Pimpl<T*> {};
template <class T> class Pimpl<T&> {};

关于c++ - 将常量传播到成员变量指向的数据，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/4729820/

amp43constvaluePimplc++pointersconstantssmart-pointers

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