C++ 容器及其内容的常量与非常量

对于容器类，例如

std:：vector

，有两个不同的常量概念：容器的常量（即其大小）和元素的常量。似乎

std:：vector

混淆了这两者，因此以下简单代码无法编译：

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;
};

很好用

那么，在使用

std:：vector

（不使用

mutable

）时，正确/推荐的处理方法是什么

是一个

const\u cast

，如中所示

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

int&A:：x（inti）const{return const_cast（x）[i]；}

视为可接受（

X

已知为非常量，因此此处无UB）

---

编辑只是为了防止进一步混淆：我确实想修改元素，即容器的内容，但不是容器本身（大小和/或内存位置）。

这不是一个奇怪的设计，这是一个非常慎重的选择，而且是正确的选择

对于

std:：vector

，您的

B

示例不是一个很好的类比，更好的类比是：

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

但是非常有用的区别是数组可以调整大小。上述代码无效的原因与原始代码相同，即数组（或

vector

）元素在概念上是包含类型的“成员”（技术上是子对象），因此您不能通过

const

成员函数修改它们

---

我想说，const_cast是不可接受的，除非作为最后手段，否则也不能使用

mutable

。你应该问为什么要改变一个const对象的数据，并考虑让成员函数非const .< /p> 不幸的是，不像指针，你不能做像

之类的事情。

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

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

---

编辑：正如另一位评论者准确指出的那样，迭代器确实模拟了这种二分法。如果在开头存储了一个

vector:：iterator

，则可以在const方法中反引用它，并返回一个非const

int&

。我想。但是您必须小心无效。

我建议使用

std:：vector:：at（）

方法，而不是

const\u cast

C++只支持一级

const

。至于编译器 值得注意的是，它是按位常量：“位”实际上在 对象（即计数在

sizeof

中）在没有 玩游戏（

const_cast

等），但其他一切都是公平的 游戏在C++早期（20世纪80年代末，90年代初） 关于bitwise的设计优势进行了大量讨论 常量vs.逻辑常量（也称为Humpty-Dumpty常量， 因为正如Andy Koenig曾经告诉我的，当程序员使用

const

，它的意思正是程序员想要它的意思）。 一致意见最终合并为支持逻辑常数

这确实意味着容器类的作者必须 选择。容器的元素是 容器，或不是。如果它们是容器的一部分，那么它们 如果容器为常量，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多个 其他的。在这方面，似乎也有一个共识：即 元素是容器的一部分，如果容器是 常量，它们不能被修改。（也许与之类似 C样式数组在这里起作用；如果C样式数组是常量， 则无法修改其任何元素。）

和你一样，我也遇到过想禁止的时候 修改载体的大小（可能是为了保护 迭代器），但不是它的元素。真的没有 满意的解决方案；我能想到的最好办法就是创造 一种新类型，它包含一个

可变std:：vector

，并提供 与

const

在这种特殊情况下，我需要。如果你想区分 三个级别（完全常量、部分常量和非常量）， 你需要推导。基类只公开 完全常量和部分常量函数（例如a

const
整数运算符[]（大小索引）常量；

和

整数运算符[](
大小（索引）；

，但不是

void push_-back（int）；

）；这个 允许插入和删除元素的函数包括 仅在派生类中公开。不应该的客户 插入或删除元素仅传递一个非常量引用

---

到基类。

可以通过调用

操作符[]

来更改

std:：vector

的数据。正如您所写的

A:：X

，

A.X（1）+

是完全合法的，并修改向量的内容。@DavidSchwartz向量的内容不是它的实际数据（尽管您可以在逻辑上将它们关联起来）。如果检查

std:：vector

，它只有3个指针作为数据（数据的开始和结束以及缓冲区的结束）。这些都没有改变，这是一个解释问题。如果你把一个

向量

看作是一个可重新调整大小的C数组，那么我同意。但是，

resize（）

etc函数在哪里适合这种类比？它们必须不止是常量：您希望能够为元素提供非常量访问权限，但不能为大小提供非常量访问权限。这在

std:：vector

中是不可能的。我认为解决这一问题的通常方法是提供迭代器，迭代器通常允许更改内容，但不允许更改容器。这只是一个类比，不要太字面化，反正

resize

不是常量，所以允许对对象进行变异。我不确定你说的迭代器是什么意思，但是没有一个标准容器会给你一个常量容器的非常量迭代器。我说的迭代器是，如果你有一个（非常量）迭代器，你就不能修改容器。迭代器的使用提出了一个有趣的解决方案：一个视图类，它只包含开始迭代器和结束迭代器，只提供有限的函数

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