通过非 const 引用参数修改 const 引用参数

Question

考虑以下代码：

#include <iostream>

void f(int const& a, int& b)
{
  b = a+1;
}

int main() {
  int c=2;
  f(c,c);
  std::cout << c << std::endl;
}

函数 f 有两个引用参数：int const& a 和 int& b。因此，f 应该不会修改 a，但它可以修改 b，而且确实如此。
但是，在 main 中，我传递了 same 变量，both 被 a 和b。由于 f 修改了 b，它也修改了 a，据推测它不应该修改

此代码在没有任何警告的情况下编译并打印 3。如果我们单独跟踪每个变量，看起来 const-correctness 得到了尊重：c 是非常量，因此将它作为 const ref 作为 a 传递是完全没问题的，并且也作为非常量引用 b，在 f 的主体中我们修改了 b，它是非常量，但不触及 a，它是常量.但是，当 c 被用作 a 和 b 时，a 在 f 的主体内被修改，违反了 a 的假设] 是常量，即使没有显式调用 const_cast。

我尽可能地简化了这个示例，但是人们可以很容易地想到不那么明显的用例（例如作用于非常量引用参数的 const 方法）。

我的问题是：

我们真的可以说上面的代码是常量正确的吗？
上述用例是已知模式吗？这被认为是不好的做法吗？
除了混淆 reader 之外，上述代码是否是技术问题的根源？例如未定义的行为，或者编译器执行错误的简化假设？

Answer 1

However, in main, I pass the same variable, referenced both by a and by b. As f modifies b, it also modifies a, which it supposedly shouldn't

当f修改b所指的内容时，它不会修改a。它修改了 a 所指的内容，但这没关系，因为 b 不是 const。只有当您尝试使用 a 修改 a 所指的内容时，您才会遇到问题。

Can we really say the above code is const-correct?

是的。您不修改 const 变量。

Other than being confusing to a reader, can the above code be the source of technical problems? Such as undefined behavior, or the compiler performing wrong simplifying assumptions?

不，您的代码是合法的，并且会在所有符合标准的编译器上产生相同的结果。

如果它不是 const 开头，则常量引用参数不会生成它引用 const 的内容。它所做的一切都会阻止您使用引用来修改对象。另一个指向该对象的指针或引用仍然可以改变它，只要它不是 const 本身。

Answer 2

从

的API角度来看

void f(int const& a, int& b),

f 承诺不会通过 a 引用修改任何内容，因此尊重上的 const 正确性=12=]。此外，它通知用户 b，另一方面，很可能 被用来修改它寻址的对象; b 可能被记录为 [in, out] 参数，或者只是 [out] 参数，f。如果 b 实际上从未用于修改它所指向的对象，而且没有其他设计理由成为非常量引用，那么，另一方面，可以说是（较弱的）违反f.

的实现者的 const 正确性
用户如何使用或误用这个 API 超出了 f 本身直接担心的范围，特别是一旦它 API 设计选择已经做出。然而，任何面向用户的 API 都应该被设计成最小化（鉴于其设计限制）用户射击 him-/herself 脚的风险。例如。在这种情况下，值语义方法 int f(int const& a) 或 int f(int copy_in_a) 可用于为用户构建一个不同且更难滥用的界面。

Answer 3

是的，代码是常量正确的，不，这个特定的代码没有未定义的行为。你在这里写的是一个引用别名的简单案例，归结为pointer aliasing。

也就是说，像这样的别名通常是不可取的，因为对于程序员和编译器来说，推理起来确实更复杂。此外，这会阻止某些优化，尤其是处理内存块。

Answer 4

这确实是一种不好的做法，因为很多程序员会（错误地）假设 int const& a 的值在调用过程中确实是常量。考虑

void f(int const& a, int& b)
{
  b = a+1;
  if(something) b = a+2;
}

看到 b 得到 a+3 的值会非常令人惊讶，但如果 a 和 b 指向同一个变量就会发生这种情况.

通过非 const 引用参数修改 const 引用参数

Modifying const reference argument via non-const reference argument

c++

pass-by-reference

const-correctness

pass-by-const-reference