【问题标题】:How to define some constructors as for not-constant objects only?如何仅将一些构造函数定义为非常量对象?
【发布时间】:2018-09-04 10:15:01
【问题描述】:

有以下课程:

class Foo {
public:
  Foo() : m_data{std::nullopt} {} // this is fine (not having m_data set), 
                                  // but only at the beginnig of objects lifetime
  Foo(Bar data) : m_data{data} {}

  void setData(Bar newData);
  Bar getData() const;

  void doJob() const; // requires m_data to be set (not std::nullopt)
  void doOtherJob() const; // does not require m_data to be set.
  /*...*/

private:
  std::optional<Bar> m_data;

在开始时,有可能没有设置m_data,但只能到第一次调用setData(),然后m_data 将永远不会回到为空(std::nullopt

我的问题是,如果这些对象被标记为 const,我能否以某种方式告诉编译器永远不允许使用第一个构造函数(默认值:Foo())构造类型为 Foo 的对象 这样这种代码就没有机会了:

const Foo x;           // without const totally fine
// x.setData( Bar{} ); // but with it, setData cannot be called
x.doJob();             // which makes that call a 100% throw error
                       // and in general, whole object is less usefull now
                       // because it is constructed only partially, 
                       // and cannot be finished 

通过编译阶段?

最终效果应该是这样的:

Bar data = getSomeData();

Foo a;             // fine
Foo b{data};       // fine
const Foo c;       // error, this type will never be usefull / is artificially limited, 
                   // no logical reason to make it const
const Foo d{data}; // fine

有什么方法可以在编译时获取关于给定新对象的const'ness 的信息(在对象类构造代码或定义中),以便我可以使用 SFINAE 或其他东西来拆分、区分 @ 的不同构造例程987654332@ 和 not-const 对象?

我希望它在编译时完成。

如果能写这样的东西就好了:

class Foo{
public:
                                    // both can still mutate everything
  Foo() { /*...*/ }                 // but this one cant be called by const objects            
  Foo(Bar data) const { /*...*/ }   // and this one can
};

不会尝试制作this 指针const Foo* 而只是假装喜欢它,所以const 对象不能调用这个第一个“方法”,但是我所知道的并检查了这一点是不允许的点。

(类型Bar不能设置为某种默认值,空值。要么是,要么不是,我想保持这种状态)

我也不知道为什么不能用const 标记构造函数,因为那样(在我看来)所有可以部分构造对象的类都没有问题,但之后仍然必须完全实现才能正常工作或发挥其潜力。

我找不到任何其他有同样问题的程序员,所以我提出了扩展代码示例来检查它是否真的有问题(有不同的方法来创建 const 对象)或者我只是做错事方式。是否有任何我遗漏的设计模式、编程风格等使这些问题不存在?

我知道run-timeconstnot-const 对象之间没有区别,但这不是重点。我相信这个问题可以在compile-time 解决,我只是不知道如何告诉编译器我的想法。

编辑: 使用Foo() 制作对象很有用(仅使用其部分功能),但前提是稍后它将完成需要m_data 的主要工作。

【问题讨论】:

  • 对我来说听起来像是您希望同一类的实例具有不同的行为,因此最好将其设为两个类。另一方面,如果必须设置字段以使对象处于有效状态,为什么还要有默认构造函数?它的构造函数的工作是构造一个有效的对象,不应该需要调用成员函数(以正确的顺序)以使实例可用
  • 为什么不完全禁止Foo() : m_data{std::nullopt} {}?如果在 setData 和其他人之前无论如何都不能使用这个类,那么这样的构造函数有什么意义呢?您的 optional 字段目前没有多大意义。您也可以将其“移出”到optional&lt;Foo&gt;,在那里您将使用旧的构造函数。
  • 我很确定这是不可能的。
  • 从字面上回答您的问题:这是不可能的。它或多或少与从方法Foo foo(); 返回值时的情况相同,该方法控制返回值是否可变的唯一方法是返回可变/不可变类型
  • 因为使用Foo() 创建的对象仍然可用,所以还有其他有用的“工作”(与const 相同)。它们可以这样构造,因为有时在创建对象但仍然需要时没有Bar data。我也有那个变体 (Foo()) 也是为了方便,代码看起来更清晰更好。正是这个额外的机会编写了上面显示的错误代码,这让我感到困扰。将Foo 类拆分成两个单独的类似乎是人为的,只是为了避免这个问题。

标签: c++ constants compile-time


【解决方案1】:

不,在构造函数中不可能知道对象是 const 还是 non-const。因此,您想要的功能无法实现。你有两个选择:

  • 删除默认构造函数。如果doJob 是默认构造对象的错误,那么为什么不禁止这种无效状态呢?
  • 接受const Foo c;没用的事实,但编译器不会告诉程序员。如果他们测试他们编写的代码,程序员应该很快就会发现这一点。从类的文档中也应该很清楚无用性。

【讨论】:

  • (好奇)那么我对const 构造函数的看法(能够这样标记它们)有意义吗?我猜想它可能是一件事,如果不是它在其他场景中会带来的所有复杂情况,但另一方面,我看不到它们中的任何一个,即使所有那些元模板魔术师也有适当的隐式行为代码应该仍然以相同的方式工作吗?有人能指出我不可能做到这一点的一个原因吗?
  • @KungFuJesus3 tbh 我不认为基于 const 的不同行为(除了 const 正确性)是一个好主意,你总是可以制作一个 const 实例的非常量副本,所以你会也需要禁止复制,最终你会得到一个不可变的类(实例是否声明为 const 无关紧要,因为它在设计上是不可变的)
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