跨度传播const吗?

时间:2019-07-04 10:56:26

标签: c++ const c++20 std-span

标准容器传播const。也就是说,如果容器本身是const,则它们的元素自动为const。例如:

const std::vector vec{3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6};
ranges::fill(vec, 314); // impossible

const std::list lst{2, 7, 1, 8, 2, 8, 1, 8};
ranges::fill(lst, 272); // impossible

建筑物数组也传播const:

const int arr[] {1, 4, 1, 4, 2, 1, 3, 5};
ranges::fill(arr, 141); // impossible

但是,我注意到std::span(大概)没有传播const。最小的可复制示例:

#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <span>

namespace ranges = std::ranges;

int main()
{
    int arr[] {1, 7, 3, 2, 0, 5, 0, 8};

    const std::span spn{arr};
    ranges::fill(spn, 173);               // this compiles

    assert(ranges::count(arr, 173) == 8); // passes
}

为什么此代码可以正常工作?为什么std::span与标准容器对待const的区别?

2 个答案:

答案 0 :(得分:5)

思考指针。指针也不传播const。指针的常量与元素类型的常量无关。

考虑了修改后的“最小可重现示例”:

#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <span>

namespace ranges = std::ranges;

int main()
{
    int var = 42;

    int* const ptr{&var};
    ranges::fill_n(ptr, 1, 84); // this also compiles

    assert(var == 84);          // passes
}

根据设计,std::span是一种指向连续元素序列的指针。根据{{​​3}}:

constexpr iterator begin() const noexcept;
constexpr iterator end() const noexcept;

请注意,begin()end()返回一个非常量迭代器,无论span本身是否为const。因此,std::span不会以类似于指针的方式传播const。跨度的恒定性与元素类型的恒定性无关。

const1 std::span<const2 ElementType, Extent>

第一个const指定跨度本身的恒定性。第二个const指定元素的常数。换句话说:

      std::span<      T> // non-const span of non-const elements
      std::span<const T> // non-const span of     const elements
const std::span<      T> //     const span of non-const elements
const std::span<const T> //     const span of     const elements

如果我们将示例中的spn的声明更改为:

std::span<const int, 8> spn{arr};

代码无法编译,就像标准容器一样。在这方面,是否将spn本身标记为const无关紧要。 (但是,如果将其标记为const,则无法执行spn = another_arr之类的操作

(注意:您仍然可以在std::as_const的帮助下使用类模板参数推导:

std::span spn{std::as_const(arr)};

别忘了去#include <utility>。)

答案 1 :(得分:5)

span之类的类型传播const实际上没有多大意义,因为它无论如何也无法保护您免受任何伤害。

考虑:

void foo(std::span<int> const& s) {
    // let's say we want this to be ill-formed
    // that is, s[0] gives a int const& which
    // wouldn't be assignable
    s[0] = 42;

    // now, consider what this does
    std::span<int> t = s;

    // and this
    t[0] = 42;
}

即使s[0]给出了int const&t[0]也肯定给出了int&t指的是与s完全相同的元素。毕竟,它是一个副本,span不拥有其元素-它是引用类型。即使s[0] = 42失败,std::span(s)[0] = 42也会成功。这种限制对任何人都没有好处。

与常规容器(例如vector)的不同之处在于,此处的副本仍引用相同的元素,而复制vector会为您提供全新的元素。

span引用不可变元素的方法不是使span本身const,而是使基础元素本身const。即:span<T const>,而不是span<T> const