只制作 const 对象的 const 副本

Question

我有一个 class 其中包含引用，例如：

class A {
 A(B &b) : b(b) {} // constructor
 B &b;
}

有时b必须是只读的，有时是可写的。当我创建一个 const A a(b); 对象时，很明显我想将其中的数据保护为 const。 但是 - 偶然 - 很容易制作对象的非常量副本，这会使其中的数据容易受到攻击。

const A a(b); // b object protected here
A a_non_const(a);
a_non_const.b.non_const_function(...); // b not protected now

我认为我应该以某种方式阻止对象的副本 const 像这样：

const A a(b);
const A a2(a); // OK!
A a_non_const(a); // Compiler error

这可能吗？

Answer 1

你可以为堆做：

static const A *constCopy(const A &a); // and of course implement it somewhere

那么你就不会意外地通过你得到的指针修改对象（必须存储在const A *中，否则编译器会报错）。

但是它不适用于 stack-based 对象，因为返回 const A & 局部变量是一个相当致命的动作，而且 "const constructor" 还没有被发明出来（相关：Why does C++ not have a const constructor?)

Answer 2

您代码中的缺陷：您的数据不是 "protected" 即使 const

const 类型限定符管理对类型成员函数的访问及其成员的访问。由于您的成员 B & b 是一个引用，因此 const 在这里对您没有多大作用：无论哪种方式，在初始化后都不能更改引用。您如何访问该引用的 target 甚至都没有考虑：

const A a(b);
a.b.non_const_function(); // OOPS, no problem!

带模板的解决方案

而不是 (ab) 使用 const 类型限定符，您可以向您的类型添加一个 "flag"，以区分您需要能够具有 non-const 访问权限的情况以及您不这样做的情况：

#include <type_traits>

struct B {
    void danger() {
    }
    void all_fine() const {
    }
};

template<bool Writeable>
struct A {
    using BRef = typename std::conditional<Writeable, B &, B const &>::type;
    BRef b;

    A (BRef b) : b(b) {};
};

using ConstA = A<false>;
using NonConstA = A<true>;

int main() {
    B b;
    ConstA a(b);
    //NonConstA nc_a(a);
    ConstA another_a(a);
    //another_a.b.danger();
    another_a.b.all_fine();

    NonConstA a2(b);
    a2.b.danger();
}

对于某些 std::enable_if，您可以根据它们是否需要 "writeable" b 有选择地启用/禁用 A 的成员函数。

真正的解决方案：重构您的设计

但是我想更加强调这条评论：

"Sometimes b must be read-only, sometimes it is writeable." All your problems stem from this weird duality. I suggest picking one set of semantics for your class, not two

From Lightness Races in Orbit

您可能应该考虑拆分您的 class，这样您就有一个 CommonA，其功能由 WriteableA 和 NonWriteableA（名称很糟糕） ，但我希望你明白我的意思）。