放置 "new" 可以用来改变 "const" 数据吗？

Question

[ 这是 . And Idiomatic Way to declare C++ Immutable Classes really gets at the issue, especially this 回答 "In a language designed around immutable data, it would know it can " 移动“你的数据，尽管它的（逻辑）不变性。”的后续行动。 ]

假设 struct 有 const 个成员

struct point2d { const int x; const int y; }; // can't change to remove "const"

持有指向 point2d 的指针的 class 可以指向具有不同值的新 point2d 实例。

struct Bar
{
    std::unique_ptr<point2d> pPt_{ new point2d{ 0, 0 } };
    const point2d& pt() const {
        return *pPt_;
    }

    void move_x(int value) {
        pPt_.reset(new point2d{ pt().x + value, pt().y });
    }
};

Bar 的客户请参阅：

   Bar bar; // (0, 0)
   bar.move_x(3141); // (3141, 0)

point2d 和 Bar 都完全按照预期工作；是的，point2d 是完全不可变的。

但是，我真的很喜欢 Bar 的不同实现，它将 point2d 实例存储为成员数据。有什么办法可以做到这一点？据推测，使用放置 new 会导致（见评论）。

#include <new>
struct Baz
{
    point2d pt{ 0, 0 };

    void move_x(int value) {
        // ** is this undefined behavior ? **
        new (&pt) point2d { pt.x + value, pt.y };
    }
};

不直接使用point2d作为成员数据来解决（潜在的？）未定义行为吗？

struct Blarf
{
    unsigned char pt_[sizeof(point2d)];
    const point2d& pt() const {
        return *reinterpret_cast<const point2d*>(pt_);
    }

    Blarf() {
        new (&pt_) point2d{ 0, 0 };
    }

    void move_x(int value) {
        new (&pt_) point2d{ pt().x + value, pt().y };
    }
};

哪个是正确的？只是 Blarf？或者 Baz 也可以吗？或者两者都不是，唯一的解决方案是 Bar?

Answer 1

您可以在对象的生命周期结束后重新使用存储。生命周期以析构函数调用结束。这在技术上没有任何问题。

在其生命周期结束后使用对象，正如我在

pt.~point2d();
new (&pt) point2d { pt.x + value, pt.y };

是未定义的行为。

如果您坚持将点 class 与 const 字段一起使用，您可以像这样解决这个问题：

void move_x( int const value )
{
     auto const old_pt = pt;
     pt.~point2d();
     ::new (&pt) point2d { old_pt.x + value, old_pt.y };
}

这可能感觉像是不必要的复杂化和可能的微观效率低下，但更确切地说，不必要的复杂化才是重点 class。

放置 "new" 可以用来改变 "const" 数据吗？

can placement "new" be used to alter "const" data?

c++

constants

immutability

placement-new