Question

我最近偶然发现以下有关const-correctness的“漏洞”：

struct Inner {
  int field = 0;
  void Modify() {
    field++;
  }
};

struct Outer {
  Inner inner;
};

class MyClass {
public:
  Outer outer;
  Inner& inner; // refers to outer.inner, for convenience

  MyClass() : inner(outer.inner) {}

  void ConstMethod() const {
    inner.Modify();  // oops; compiles
  }
};

似乎还可以使用此漏洞来修改声明为const的对象，我认为这是未定义的行为：

int main() {
    const MyClass myclass;
    std::cout << myclass.outer.inner.field << "\n";  // prints 0
    myclass.ConstMethod();
    std::cout << myclass.outer.inner.field << "\n";  // prints 1
}

这使我感到害怕，因为似乎我只是在不使用const_cast或不使用C样式强制类型转换的程序中调用了与const正确性相关的未定义行为。

所以，我的问题是：

我是否正确地说上述程序具有不确定的行为？
如果是，这是语言错误吗？上面的程序中是否有一行可以不应该（可以合理地使之不）编译？
在实践中是否应遵循一些准则来避免这类未定义的行为？

Answer 1

Any modifications到const对象的行为是不确定的，摘录确实可以做到这一点。

该程序不是格式错误的（这将需要编译错误），因为在初始化inner时，cv限定词尚未生效。

从编译器的角度来看，要发出警告，将要求它分析直至inner.Modify()的所有代码路径，并证明inner 必须指的是{{ 1}}对象，在一般情况下是不可能的。

最好的建议可能是没有内部指针/引用，反正还是邪恶的。

Answer 2

这不是代码中的错误，请记住const指向声明符的最内层元素。基本上，ConstMethod上的const可以引用：

Inner& const inner;

当然，这没有任何实际区别，因为不能重新绑定引用。考虑用指针代替做同样的事情，您会意识到内部仍然可以被修改。如果是这样：

Inner * const inner;

您可以调用inner-> Modify（）。

Answer 3

这不应是未定义的行为。是的，myclass.outer在const内部被视为MyClass::ConstMethod() const，但是它没有开始作为const存在，因此应该可以安全地修改通过非const引用。当然，这样做可能会使您的代码的读者和/或用户感到惊讶，因此，您应尽量避免这种情况。

这类似于

int x = 5;
int * xPtr = &x;
const int * constXPtr = &x;

其中constXPtr的存在不会（也不应该）阻止人们通过x修改xPtr。

值得注意的是，这种混叠的可能性阻止了许多潜在的编译器优化。

引用类型的数据成员在const正确性周围提供“漏洞”

3 个答案: