仅制作const对象的const副本

Question

我有一个包含引用的类，如：

class A {
 A(B &b) : b(b) {} // constructor
 B &b;
}

有时b必须是只读的，有时它是可写的。当我创建一个const A a(b);对象时，很明显我想保护其中的数据const。 但是 - 偶然 - 很容易制作一个非常量的对象副本，这将使其中的数据容易受到攻击。

const A a(b); // b object protected here
A a_non_const(a);
a_non_const.b.non_const_function(...); // b not protected now

我认为我应该以某种方式阻止对象的副本const，如下所示：

const A a(b);
const A a2(a); // OK!
A a_non_const(a); // Compiler error

这有可能吗？

Answer 1

您可以为堆执行此操作：

static const A *constCopy(const A &a); // and of course implement it somewhere

然后你不会意外地通过你得到的指针修改对象（必须存储在const A *中，否则编译器会抱怨）。

然而，它不适用于基于堆栈的对象，因为返回局部变量的const A &是一个相当致命的动作，而“const构造函数”尚未发明（相关：Why does C++ not have a const constructor?）

Answer 2

代码中的

缺陷：即使使用const

，您的数据也不会受到“保护”

const类型限定符管理对类型的成员函数的访问以及对其成员的访问。由于您的成员B & b是引用，const在这里对您没有太大作用：无论是初始化之后，都无法更改引用。如何访问该引用的目标甚至不被考虑：

const A a(b);
a.b.non_const_function(); // OOPS, no problem!

带模板的解决方案

除了（ab）使用const类型限定符，您可以为您的类型添加“标记”，以区分您需要能够进行非常量访问的情况和您不能进行的情况T：

#include <type_traits>

struct B {
    void danger() {
    }
    void all_fine() const {
    }
};

template<bool Writeable>
struct A {
    using BRef = typename std::conditional<Writeable, B &, B const &>::type;
    BRef b;

    A (BRef b) : b(b) {};
};

using ConstA = A<false>;
using NonConstA = A<true>;

int main() {
    B b;
    ConstA a(b);
    //NonConstA nc_a(a);
    ConstA another_a(a);
    //another_a.b.danger();
    another_a.b.all_fine();

    NonConstA a2(b);
    a2.b.danger();
}

对于某些std::enable_if，您可以选择性地启用/禁用A的成员函数，具体取决于它们是否需要“可写”b。

真正的解决方案：重构您的设计

但是我想更多地强调这个评论：

  

“有时b必须是只读的，有时候它是可写的。”你所有的问题都源于这种奇怪的二元性。我建议为你的班级选择一套语义，而不是两个

     

来自Lightness Races in Orbit

您可能应该考虑拆分您的班级，以便CommonA和WriteableA使用NonWriteableA功能{名称很糟糕，但我希望您理解我的意思。）