Effective C++读书笔记之尽可能使用const

1) const成员函数

         将const实施于成员函数的目的，是为了确认该成员函数可作用于const对象身上。这一类成员函数之所以重要，基于两个理由。

         第一，它们使class接口比较容易被理解。这是因为，得知哪个函数可以改动对象内容而哪个函数不行，很是重要。

         第二，它们使“操作const对象”成为可能。这对编写高效代码是个关键，改善C+十程序效率的一个根本办法是以pass勿reference-to-const方式传递对象，而此技术可行的前提是，我们有const成员函数可用来处理取得(并经修饰而成)的const对象。

         成员函数如果是const意味什么?这有两个流行概念:bitwise constness(又称physical constness)和logical constness。bitwise
const阵营的人相信，成员函数只有在不更改对象之任何成员变量(static除外)时才可以说是const。也就是说它不更改对象内的任何一个bit。这种论点的好处是很容易侦测违反点:编译器只需寻找成员变量的赋值动作即可。bitwise constness正是C++对常量性(constness)的定义，因此const成员函数不可以更改对象内任何non-static成员变量。

        不幸的是许多成员函数虽然不十足具备const性质却能通过bitwise测试。更具体地说，一个更改了“指针所指物”的成员函数虽然不能算是const，但如果只有指针(而非其所指物)隶属于对象，那么称此函数为bitwise
const不会引发编译器异议。这导致反直观结果。如何处理这种状况呢。解决办法很简单:利用C++的一个与const相关的摆动场:mutable(可变的)。mutable释放掉non-static成员变量的bitwise
constness约束。

2)在const和non-const成员函数中避免重复
        对于“bitwise-constness非我所欲”的问题，mutable是个解决办法，但它不能解决所有的const相关难题。举个例子，假设TextBlock(和CTextBlock)内的operator[]不单只是返回一个reference指向某字符，也执行边界检验(bounds checking)、日记访问信息(logged
access info)、甚至可能进行数据完善性检验。把所有这些同时放进const和non-const operator[]中，导致这样的怪物，然后带来一系列乱七八糟的问题。

class TextBlock{

public:

...

const char& operator[] (std::size_t position) const

{

...

...

...

return text[position];

}

const char& operator[] (std::size_t position)

{

...

...

...

return text[position];

}

private:

std::string text;

};

         我们真正该做的是实现operator[]的机能一次并使用它两次。也就是说，必须令其中一个调用另一个。这促使我们将常量性转除(casting away constness )。本例中的问题，当用const和non-const成员函数有着实质等价的实现时，令non-const版本调const版本可避免代码重复。代码如下：

class TextBlock{

public:

...

const char& operator[] (std::size_t position) const

{

...

...

...

return text[position];

}

const char& operator[] (std::size_t position)

{

return const_cast<char&>( static_cast<const TextBlock&> (*this)[position]);

}

...

};

将operator[]返回值得const转储为*this 加上const 调用 const operator[]。这里将**this从其原始类型TextBlock&转型为const TextBlock&。使用转型操作为它加上const!所以这里共有两次转型:
第一次用来为*this添加const(这使接下来调用operator[]时得以调用const版本)，
第二次则是从const operator[]的返回值中移除const。

         添加const的那一次转型强迫进行了一次安全转型(将non-const对象转为const对象)，所以我们使用static cast。移除const的那个动作只可以借由const
cast完成，没有其他选择。

注意：

         更值得了解的是，反向做法—令const版本调用non-const版本以避免重复—并不是你该做的事。记住，const成员函数承诺绝不改变其对象的逻辑状态(
logical state，non-const成员函数却没有这般承诺。如果在const函数内调用non-const函数，就是冒了这样的风险:你曾经承诺不改动的那个对象被改动了。这就是为什么“cons七成员函数调用non-cons七成员函数”是一种错误行为:因为对象有可能因此被改动。实际上若要令这样的代码通过编译，你必须使用一个const
cast将*this身上的const性质解放掉，这是乌云罩顶的清晰前兆。反向调用(也就是我们先前使用的那个)才是安全的:non-const成员函数本来就可以对其对象做任何动作，所以在其中调用一个const成员函数并不会带来风险。这就是为什么本例以static
cast作用于*this的原因:这里并不存在const相关危险。