为什么 const_cast 需要说明你要转换的内容？

Question

根据标准（第 5.2.11 节），const_cast 会丢弃 cv 限定符（const 或 volatile）。

这是一个简单的例子。首先你声明两个函数接受一个指针和一个引用：

class Bar { ... };
void foo_ptr(Bar*);
void foo_ref(Bar&);

然后你创建一个对 const 的引用：

Bar b;
const Bar& cb = b;

然后您可以使用适当的 const_cast 调用任一函数：

foo_ptr(const_cast<Bar*>(&cb));
foo_ref(const_cast<Bar&>(cb));

这是我的问题：既然 const_cast 无法完成其他演员的设计目的，那么您要转换的内容不是很明显吗？换句话说，为什么语言不允许我简单地说：

foo_ptr(const_cast<>(&cb));
foo_ref(const_cast<>(cb));

我只能想到以下两个原因：

a) 当我尝试做一些疯狂的事情时，编译器应该阻止我，例如：

foo_ptr(const_cast<int*>(&cb));
foo_ref(const_cast<int&>(cb));

通过强迫我明确说明我要转换的类型可以防止我行为不端。我觉得这个（假设的）解释很弱，因为如果语言倾向于允许我写下错误的东西只是让编译器纠正我，那将是很奇怪的。

b) 如果变量既是 const 又是 volatile，则可能存在歧义。在这种情况下，编译器将无法判断我是否试图抛弃其中一个或另一个（或两者）。

这是为什么，还是有其他原因？

Answer 1

主要原因是使用const_cast你可以从

Foo * const * volatile * * 

到

Foo * * * volatile * const

目标类型是什么真的很明显吗？

Answer 2

我认为 James McNellis 已经谈到了重要的原因。 const_cast可以添加和删除常量/易失性。你想要什么并不总是很清楚。

如果我在const foo 类型的参数上调用const_cast，这是否意味着我想将其设为非const，或者添加volatile？还是应该保留 constqualifier？如果我在类型为（非 const）foo 的对象上调用它，是否应该添加 const？还是应该假设我想删除 const-ness，并返回一个类型为（非 const）foo 的对象？

另一个原因可能只是一致性。

我们有static_cast<T>(x)、dynamic_cast<T>(x)、reinterpret_cast<T>(x)，所以如果没有类似模板的语法，const_cast(x) 看起来会很奇怪。

Answer 3

const_cast 可用于添加或删除 const 和volatile 限定符。因此，如果允许这样的语法，则以下所有内容都是const_cast<>(&cb) 的合法目标类型：

Bar*                 (1)
const Bar*           (2)
volatile Bar*        (3)
const volatile Bar*  (4)

您打算(1)。 (2) 通常是愚蠢的，但可以想象它可能出现在某个地方，也许在某些模板代码中。 (3) 和 (4) 确实是问题所在：您可以删除 const 资格并添加 volatile 资格，只需一次演员。

您可以将现有的const_cast 替换为一对演员表const_cast 和volatile_cast，并禁止大小写(2)；那么您可以在没有目标类型的情况下使用它们中的任何一个。但是，要知道强制转换表达式的类型就比较困难了。要知道强制转换表达式是添加还是删除限定条件，您必须知道源表达式的类型是什么。

你没有理由不能使用函数模板来获得你想要的东西：

template <typename T>
T* remove_const(const T* p) {
    return const_cast<T*>(p);
}

您可以轻松地为 remove_volatile 和 add_const 和 add_volatile 编写类似的函数，它们都是隐式的。