非 const 类处理的数据的 const 正确性

Posted 2023-02-22

【中文标题】非 const 类处理的数据的 const 正确性

【英文标题】：Const correctness for data handled by not const classes

【发布时间】：2017-06-07 15:44:43

【问题描述】：

我想使用面向类的设计来高效、干净地处理嵌入式平台上的数据。我不应该在堆栈上创建新对象（或者至少是非常经济的），所以我打算将我的数据作为参考传递给辅助类并在其中操作它（也为了实现适当的封装）。

以下代码是我面临的问题的一个非常精简的示例。

#include "Vector.h"

void DoSomething(float* a1, const float* a2)

  // some code

  Vector v1(a1[0], a1[1], a1[2]);
  Vector v2(a2[0], a2[1], a2[2]);
  v1.MakeEqual(v2);

  // more code


int main()

  float x1[3] =  0, 0, 0 ;
  float x2[3] =  1, 1, 1 ;
  DoSomething(x1, x2);
  return 0;

Vector-Class 在头文件中定义：

#pragma once
class Vector

public:
  Vector(float& _x, float& _y, float& _z) :x(_x), y(_y), z(_z)
  

  Vector(const float& _x, const float& _y, const float& _z) 
      :x(const_cast<float&>(_x)), y(const_cast<float&>(_y)), z(const_cast<float&>(_z)) //works, but looks not good
  

  ~Vector();

  void MakeEqual(const Vector& other)
  
    x = other.x;
    y = other.y;
    z = other.z;
  

private:
  float& x;
  float& y;
  float& z;
;

我的数据在外部某个地方定义（main-function），然后作为指向函数DoSomething 的指针传递。在这个函数内部，向量对象被包裹在数据周围，以帮助做一些向量典型的事情（旋转、叉积等）。现在我想要 const 正确并传递不打算更改为 const 的数据，但是当创建向量 v2 时，我让编译器抱怨他 cannot convert argument 1 from 'const float' to 'float &'。我明白他想说什么，但我该如何解决呢？向量方法仅在我在向量上使用时才有意义，但向量v2 的构造函数不知道我实际上并没有在处理 v2 的数据。

解决此问题的一种方法是在第二个构造函数中使用 const_cast 的代码中显示，但我觉得这不是一种好的风格，因为我正在丢弃我的合法 const 数据。另一种方法是定义第二类ConstVector，但这似乎也很奇怪。

我不得不提一下，由于编译器的限制，我必须遵守C++03 标准，所以很遗憾我不能使用太现代的语言功能。 stl-containers 也（可能）不可用，因为我无法控制分配内存的方式、时间和地点。

【问题讨论】：

您的MakeEqual 正在更改x,y,z，因此您可以（能够）更改值。

虽然不建议在这种情况下使用，但您可以使用 class const_vector 之类的内容与 const 值一起使用。

【参考方案1】：

你有：

Vector(float& _x, float& _y, float& _z) :x(_x), y(_y), z(_z)

这不好用。例如，您不能使用：

Vector v1(0, 0, 0);

另外，你不能使用

Vector v1(a1[0], a1[1], a1[2]);

因为a1[0] 的计算结果为const float&，而不是float&。

那是设计糟糕的界面。将参数更改为简单值：

Vector(float _x, float _y, float _z) :x(_x), y(_y), z(_z)

【讨论】：

我猜 OP 希望 Vectors 充当包装器（可以更改原始数组），因此 Vector::Vector(float,float,float) 可能无法满足 OP 的需求（对于 v1）。

@appleapple，我希望不会。在堆栈上使用临时对象，例如Vectors，对于执行他们希望执行的计算类型没有多大帮助。我会等待 OP 澄清。

@appleapple，你是对的。我只使用 Vector 类以某种方式操作现有数据。在我这样做之后，我可以完全忽略该向量，因为它本身不包含数据。可以将数据作为建议的值传递，最后将向量运算的结果复制回数据。堆栈上的负载更多，但可能比我目前的解决方案更好......