在 C++ 类中使用复杂函数初始化 const 成员

Posted 2023-02-22

【中文标题】在 C++ 类中使用复杂函数初始化 const 成员

【英文标题】：Initialize const members using complex function in C++ class

【发布时间】：2014-08-03 12:46:24

【问题描述】：

我有一个适用于 3d 网格的程序。这个网格有自己的类对象 Grid，看起来像这样（简化版）：

class Grid

  public:
    Grid()  readDataFromInputFile(); 
  private:
    void readDataFromInputFile() ... // this function reads the values for i, j, k from disk
    int i; int j; int k;
;

我现在想做的是能够将变量 i、j 和 k 设置为 const int，以避免在其他函数中意外地将它们弄乱。然而，我不能轻易地将它们设置在成员初始化器列表中，因为它们必须从文件中读取。我一直在浏览现有的讨论，但找不到关于这个问题的准确讨论。

是否有解决方案可以将它们设置为 const，并且仍然可以使用复杂的函数来检索数据？在我的实际应用中，当然要读取的变量要多得多，初始化后不允许更改。

【问题讨论】：

糟糕，readDataFromInput 也是一个成员函数，我只是为了说明我使用了一个复杂的函数，包括从磁盘读取 .ini 文件中的多个变量的 IO。

我已经编辑了帖子，使其更加清晰。

看起来我正确理解了您的意思，即使代码没有多大意义。

一种选择是将变量设为i_、j_、k_ 或其他不太可能的名称，并在构造函数中将类成员int const &i 绑定到i_ (这可以在 i_ 赋值之前完成）

“有没有办法可以将它们设置为 const...？” - 不，不是这种设计。 const 表示它们必须在任何使用或访问使用之前进行初始化，包括构造函数主体、调用任何非静态成员函数等。像引用成员（const与否），它们必须出现在构造函数的字段初始值设定项列表中。没有什么可以逃避的。这就是语言的工作原理。马努的评估是正确的。

【参考方案1】：

不要打破一个责任原则：Grid 不应该负责从文件中加载自己，这是另一个组件的责任（例如简单的加载功能）：

class Grid

public:
    Grid( int ii , int jj , int kk ) : i ii  , j jj  , k kk 
private:
    const int i , j , k;
;

Grid loadGrid( constd std::string& filename )

    ...
;

【讨论】：

这并不能解决我的问题。我不想从内存中读取整个 Grid 类，只读取它的几个数据成员。

@Chiel 这并不能直接解决您的问题，因为a）您提供了班级的简化视图（可以，在这里询问时您应该做什么），b）这个答案提供解释为什么你的设计是错误的，以及处理这种情况的正确方法是什么。使解决方案正常工作是您的工作:)

@Chiel 然后不要阅读整个网格类。关键是要分离职责。

但是你怎么想象它呢？ loadGrid 返回一个 Grid 对象，该对象正在填充已从磁盘读取的所有数据，我没有调用 Grid 网格，而是调用 Grid grid = loadGrid("banana")?

@Chiel 完全正确。你已经搞定了

【参考方案2】：

解决设置具有复杂行为的 const 成员的一种方法是使用函数初始化它们。在您的情况下，如果我理解正确，这些成员是使用一个函数调用初始化的，因此最好该函数只返回成员的值，以便您可以设置 const 成员。 应该是这样的：

class Grid

  public:
    Grid() : data( readFromInputFile() )   
  private:
    struct Data
    int i; int j; int k;
    ;
    const Data data;
;

这个简单的替代方案应该可以解决您的问题。唯一需要改变的是访问数据的方式，data.i 而不是 i。一旦数据被初始化（readFromInputFile() 也返回一个数据），它就不能被改变。

如果您需要 readFromInputFile() 不是成员或静态成员函数，则将 Data 的定义移到类之外或将其公开。

【讨论】：

一种变体是让Data 实际上是Grid 的基类；那么你可以在引用时使用i而不是data.i

@MattMcNabb A private base 是的，但是只有在该基础在其他地方重用时才需要这样做，否则语法成本非常便宜，没有必要这样做。

但这使得与班级一起工作变得不那么愉快了。该类包含大量操作函数，循环遍历 i、j 和 k，并从数组值 [i + aj + bk] 中读取，这变得非常不可读。

如果readFromInputFile 是Grid 的非静态成员函数，则在实际构造对象之前调用所述成员。 （甚至还没有输入构造函数体，更不用说完成了）。我当然可以看到 static 或非成员直接工作，该函数与类友好以访问私有类型。

是的，这基本上是基于问题的第一个版本的黑客攻击。现在已经澄清了，如果可以分别初始化 i、j 和 k，则经过验证的答案要好得多。仅当无法单独初始化数据并且您无法更改架构时才使用此 hack。否则，仅围绕不可变数据重新组织事物会更好。