实现信号（观察者模式）：需要 mutable 还是 const_cast？答案

【问题标题】：Implementing signals (Observer pattern): is mutable or const_cast necessary?实现信号（观察者模式）：需要 mutable 还是 const_cast？
【发布时间】：2016-08-27 15:00:32
【问题描述】：

我正在实现我自己的signal/slot（观察者模式，Qt 风格）机制，所以我可以有一个property 来通知......东西......它已经改变了。

我认为 C++11 提供了使非常简洁和功能强大的实现成为可能所需的一切。我遇到的“问题”是，如果我想“连接”到 const 对象的信号，我需要 signal::connect 函数为 const，但修改回调/观察者列表。有两种直接的方法可以解决此问题：

const_castconnect 中的列表。
列出mutable。

在我看来，两者都是一样的（这在this question 中已经被问过，例如），并且在逻辑上非常好，但在风格上是有问题的。因此问题。有没有办法解决这个问题，或者这是对const_cast/mutable 的真正合理使用？

我现在拥有的一些初步代码：

template<typename... ArgTypes>
class signal
{
public:
  template<typename Callable>
  void connect(Callable&& callback) const
  {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(slots_mutex);
    slots.emplace_back(callback);
  }

  void emit(ArgTypes... arguments) const
  {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(slots_mutex);
    for(auto&& callback : slots)
    {
      callback(arguments...);
    }
  }

private:
  // mutable here allows to connect to a const object's signals
  mutable std::vector<std::function<void(ArgTypes...)>> slots;
  std::mutex slots_mutex;

};

注意我没有测试过这段代码；这只是我目前心态的反映。

【问题讨论】：

未经测试的代码... tsk tsk...
@Arnav 我现在正在编写测试，我只需要解决这个设计问题：p。
恐怕我不明白为什么signal 本身应该暴露const 方法。为什么不让signal 的用户决定他们是否希望它是可变的（或不可变的）？
@MatthieM。将信号想象为对象的成员。如果该对象在特定上下文中是 const ，则不能简单地连接到其信号，这需要用户代码放弃一定程度的 const 正确性。我不清楚，我可以尝试提供一个代码示例来说明我的意思。

标签： c++ c++11 observer-pattern signals-slots

【解决方案1】：

mutable 通常是此类情况的更好选择。

尽可能避免 (const) 强制转换，它很容易出现未定义的行为，而 mutable 保证不会¹⁾。

¹_{mutable 类成员保证不会转到例如.text 段发出的代码。}

【讨论】：

【解决方案2】：

有两种直接的方法可以解决这个问题：

const_castconnect 中的列表。

列出mutable。

实际上还有第三种选择（这是一个通用的解决方法，如果 C++ 没有提供 mutable 关键字） - 您可以将相关数据移出语法对象：

class X
{
    mutable int           i1_;

    // Data pointed to by i2_ semantically belongs to this object
    // but doesn't constitute a syntactical part of it so it is not
    // subject to const-correctness checks by the compiler.
    std::unique_ptr<int>  i2_;

public:
    void constFunc() const {
        i1_  = 123;
        *i2_ = 456;
    }
};

尽管可以使用此附加选项，但我仍然同意πάντα ῥεῖ 的answer 的观点，即mutable 关键字是此类情况的正确选择。它以标准化的方式（例如，允许被 grepped）明确地记录了此类的概念上的 const 操作在技术上可能不是不变的。例如，在关注类的const 函数的线程安全时，了解这一点是很好的。

【讨论】：

【解决方案3】：

signal::connect 确实修改了 signal::slot。所以，我认为你唯一需要做的就是改变你的设计。让 signal::connect 是可变的，调用者持有可变的 signal 指针。

【讨论】：