lvalue 和 rvalue getter，是否可以删除它们？

Question

假设我们有一个简单的类

struct MyClass {
    const std::string &getString() const & {
        return m_string;
    }

    std::string getString() && {
        return std::move(m_string);
    }

  private:
    std::string m_string;
};

正如我们所看到的，m_string 在我们无法修改它的意义上充当非可变变量。

这个结构还保留了这样一个事实：如果我们将MyClass 的一个实例移动到另一个实例，m_string 属性也会被移动。

现在，我们将尝试重构之前的结构：

struct MyClass {
    std::string m_string;
};

在这里，我们保留了可以访问或移动它的事实，但是我们失去了“不变性”......所以我试着这样写：

struct MyClass {
    const std::string m_string;
};

这里我们得到了不变性，但是，当我们移动对象时，我们失去了潜在的优化......

那么，是否有可能在不编写所有 getter 的情况下具有类似于第一个代码的行为？

编辑：std::string 只是一个例子，但这个想法必须适用于所有类型的对象

Answer 1

那么，是否有可能在不编写所有 getter 的情况下具有类似于第一个代码的行为？

我想不出来。

话虽如此，为成员变量编写 getter 和 setter 的开销并不是很大的负担，以至于我会花太多时间考虑它。

但是，有些人认为成员变量的 getter 和 setter 没有为类添加足够的保护，甚至不用担心它们。如果您同意这种思路，您可以完全摆脱 getter 和 setter。

我已经多次对数据容器使用“无 getter 和 setter”原则，我发现它在许多用例中都很自然。

Answer 2

您可以使用模板包装器类型来实现此行为。似乎您想要一种与复制和移动构造和赋值一起工作的类型，但它只提供const 对包装对象的访问。您只需要一个带有转发构造函数、隐式转换运算符和取消引用运算符的包装器（在隐式转换不起作用时强制转换）：

template<class T>
class immutable
{
public:
    template<class ... A>
    immutable(A&&... args) : member(std::forward<A>(args)...) {}

public:
    operator const T &() const { return member; }
    const T & operator*() const { return member; }
    const T * operator->() const { return &member; }

private:
    T member;
};

这适用于编译器生成的复制和移动构造和赋值。然而，该解决方案不是 100% 透明的。如果上下文允许，包装器将隐式转换为对包装类型的引用：

#include <string>

struct foo
{
    immutable<std::string> s;
};

void test(const std::string &) {}

int main()
{
    foo f;
    test(f.s); // Converts implicitly
}

但它需要额外的取消引用来强制在隐式转换不起作用的上下文中进行转换：

int main()
{
    foo f;
    //  std::cout << f.s;   // Doesn't work
    std::cout << *(f.s);    // Dereference instead
    //  f.s.size();         // Doesn't work
    f.s->size();            // Dereference instead
}

有人提议添加 . 运算符的重载，这将允许大多数情况按预期工作，而无需取消引用。但我不确定提案的当前状态。

Answer 3

解决方案是使用std::shared_ptr<const std::string>。指向不可变对象的共享指针具有值语义。使用shared_ptr::unique() 可以实现写时复制。请参阅 Sean Parent 演示文稿 47:46 https://youtu.be/QGcVXgEVMJg。

Answer 4

如果您愿意将复制和解散 ctor 声明为 =default 并使用 const_cast 作弊定义移动 ctor。

MyClass::Myclass()=default;
MyClass::Myclass(Myclass const&)=default;
MyClass::Myclass(Myclass && m)
:   m_string{std::move(const_cast<std::string&>(m.m_string))}{};