c++ const成员函数的纠结

const的美妙在于它能让你规定一个语义上的常量。应该尽可能地在代码中使用它，全局作用域，命名空间内，类里面都可以使用，不管是静态还是非静态的对象，你都可以使用它。

一个const对象，它只能调用const函数。因为非const函数，可能会修改这个对象。因此，如果一个成员函数，它不会修改任何非static 成员数据，你应该声明为const。比如：

class String {
     public:

       char& operator[](int position)
       { return data[position]; }

       const char& operator[](int position) const
       { return data[position]; }
private:
  string *data;
};

然而，世事不遂人愿。考虑一下代码：

class String {
     public:
        char& operator[](int position) const
       { return data[position]; }
private:
  char *data;
};
const String BillGates = "employer";
BillGates[7] = 'e';
cout << BillGates << endl;

结果是BillGates从employer变成了employee，这不是我们期望的。一个const对象，调用一个const函数，结果把对象修改了，你觉得这很荒唐。C++也觉得自己很委屈，因为函数确实没有修改成员数据，符合const成员函数规则。它是如此顺利地通过C++编译器的安检，没有任何的警报，看似风平浪静，实则暗藏杀机。既然如此，难道就无解了吗？不，你只需要将char& 改成const char&即可。

问题是解决了，却牵扯出一个问题，那就是究竟如何看待const。话说，一时众说纷纭，形成两派主流：bitwise派和logic派。bitwise认为， const应该不能修改对象实体；而logic派则认为，只要客户端看不出修改即可，真正实现可以有修改对象实体。C++选择了bitwise派，毕竟实现起来也容易的多。logic派甚为不服，给出以下例子，代码如下：

class String {
public:

    size_t length() const;
private:
    char *data;
    size_t dataLength;
    bool lengthIsValid;
};
size_t String::length() const
{
    if (!lengthIsValid) {
        dataLength = strlen(data);      // error!
        lengthIsValid = true;           // error!
    }
   return dataLength;
}

length()仅仅是求String的长度，声明为const无可厚非；为了高效应对频繁查询，缓冲长度数据也合情合理。然而就这人畜无害的代码，C++编译器不让通过。

啊，这真是让C++为难！可修改对象，还是不可修改对象，这是个问题，是个纠结的问题。如果选择logic派，那const形同虚设。也许Bjarne Stroustrup应该学习 Dennis Ritchie那样，相信程序员所写的代码。Bjarne Stroustrup心里知道，因为这点，无数程序员受尽了C语言的折磨。哪有人不犯错呢，他不能那么做。然而logic派所言也并非没有道理，该怎么办呢？Bjarne Stroustrup在房间里踱来踱去，他拿不定主意。

mutable出场了。C++决定依然坚持bitwise派，同时提供mutable让logic派能够实现他们的愿望。于是乎，上面的代码就可以这么写了：

class String {
public:

    size_t length() const;
private:
    char *data;
    mutable size_t dataLength;
    mutable bool lengthIsValid;
};
size_t String::length() const
{
    if (!lengthIsValid) {
        dataLength = strlen(data);      // ok
        lengthIsValid = true;           // ok
    }
   return dataLength;
}

终于，代码通过了编译器的安检，C++编译器是开开心心地产出目标指令。

参考：《ffective C++》

秒客网

c++ const成员函数的纠结

相关文章