Question

对于容器类，例如std::vector，有两个不同的常量概念：容器的概念（即它的大小）和元素的概念。似乎std::vector混淆了这两个，因此以下简单代码将无法编译：

struct A {
  A(size_t n) : X(n) {}
  int&x(int i) const { return X[i]; }    // error: X[i] is non-const.
private:
  std::vector<int> X;
};

请注意，即使std::vector的数据成员（数据的开头和结尾的三个指针以及分配的缓冲区的结尾）不通过调用operator[]更改，此成员不是const - 这不是一个奇怪的设计吗？

另请注意，对于原始指针，这两个常量概念是完全分开的，这样相应的原始指针代码

struct B {
  B(size_t n) : X(new int[n]) {}
  ~B() { delete[] X; }
  void resize(size_t n);                 // non-const
  int&x(int i) const { return X[i]; }    // fine
private:
  int*X;
};

工作正常。

那么使用std::vector（不使用mutable）时处理此问题的正确/推荐方法是什么？

中的const_cast<>

int&A::x(int i) const { return const_cast<std::vector<int>&>(X)[i]; }

被认为可以接受（X已知为非const，所以此处没有UB？

编辑只是为了防止进一步的混淆：我确实想要修改元素，即容器的内容而不是容器本身（大小和/或内存）位置）。

Answer 1

C ++仅支持一级const。至于编译器关注的是，它是按位const：实际上是“位” 如果没有，则无法修改对象（即在sizeof中计算）玩游戏（const_cast等），但其他任何事情都是公平的游戏。在C ++的早期（20世纪80年代末，90年代初）对于按位的设计优势进行了大量讨论 const与逻辑const（也称为Humpty-Dumpty const，因为正如Andy Koenig曾经告诉我的那样，当程序员使用时 const，这意味着程序员想要它的意思。最终的共识有利于逻辑const。

这确实意味着容器类的作者必须制作一个选择。是容器的元素的一部分容器，或不。如果他们是容器的一部分，那么他们如果容器是const，则无法修改。没有办法提供选择;容器的作者必须选择一个或另一个。在这里，似乎有一个共识：元素是容器的一部分，如果容器是 const，它们无法修改。（也许与...平行 C风格阵列在这里发挥了作用;如果C样式数组是const，然后你不能修改它的任何元素。）

和你一样，我曾经遇到过想要禁止的时候修改矢量的大小（也许是为了保护迭代器），但不包括其元素。没有真的满意的解决我能想到的最好的就是创造一种新类型，包含mutable std::vector，并提供转发功能，对应const的含义我需要在这个具体案例中。如果你想区分三个级别（完全const，部分const和非const），你需要推导。基类只暴露了完全const和部分const函数（例如

const
int operator[]( size_t index ) const;

和

int operator[](
size_t index );

，但不是void push_back( int );）;该允许插入和移除元素的功能是仅在派生类中公开。不应该的客户 insert或remove元素只传递一个非const引用到基类。

Answer 2

不幸的是，与指针不同，你不能做像

这样的事情

std::vector<int> i;
std::vector<const int>& ref = i;

这就是为什么std::vector无法消除它们可能适用的两种const之间的歧义，而且它必须是保守的。我个人会选择做像

这样的事情

const_cast<int&>(X[i]);

编辑：正如另一位评论者准确指出的那样，迭代器做模拟这种二分法。如果您将vector<int>::iterator存储到开头，则可以在const方法中取消引用它并返回非const int&。我认为。但是你必须小心失效。

Answer 3

这不是一个奇怪的设计，它是一个非常慎重的选择，而且是正确的恕我直言。

您的B示例不是std::vector的一个很好的类比，更好的比喻是：

struct C {
   int& get(int i) const { return X[i]; }
   int X[N];
};

但是有一个非常有用的区别，即数组可以调整大小。由于与原始代码相同的原因，上面的代码无效，数组（或vector）元素在概念上是包含类型的“成员”（技术上是子对象），因此您不应该修改它们通过const成员函数。

我会说const_cast是不可接受的，除非作为最后的手段，否则它们都不会使用mutable。您应该问为什么要更改const对象的数据，并考虑使成员函数为非const。

Answer 4

我建议使用std::vector::at()方法而不是const_cast。

const vs非容器及其内容的const

4 个答案: