const_cast 类构造函数中的 const 成员

Question

当我希望类的成员变量在类的生命周期内保持不变时，我有时会使用 const_cast，但它需要在构造函数期间是可变的。示例：

struct qqq {
 const vector<foo> my_foo;

  qqq(vector<foo>* other) {
    vector<foo>& mutable_foo = const_cast<vector<foo>&>(my_foo)
    other->swap(mutable_foo);
  }
};

我曾假设在构造函数中执行此操作基本上没问题，因为此时没有其他人依赖它，因此它不会与优化等交互不良。

但是最近有人告诉我这是“未定义的行为”，并且在任何情况下构造 const 对象后对其进行变异基本上都是非法的。

有人可以澄清一下吗？这是不好的/未定义的行为/要做的事情吗？

Answer 1

这是未定义的行为。根据 C++11 标准的第 7.1.6.1/4 段：

除了声明mutable（7.1.1）的任何类成员都可以修改外，任何尝试修改const 对象在其生命周期 (3.8) 中会导致未定义的行为。

在这种情况下，您似乎希望您的对象在构造后“变为”常量。这不可能。

如果你的vector 是const，你应该在构造函数的initialization list 中初始化它：

qqq(vector<foo>& other) 
    : my_foo(std::move(other)) 
//  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
{
}

注意，除非你有充分的理由通过指针传递——在这种情况下，你还应该检查指针是否非空——你应该考虑通过引用传递（如上所示），这是常见的练习。

更新：

正如 Pete Becker 在 cmets 中正确指出的那样，正确的设计表明从 vector 参数移动的决定应该属于qqq 的构造函数的调用者，而不是到构造函数本身。

如果构造函数总是应该从它的参数中移动，那么你可以让它接受一个右值引用，明确构造函数本身对调用者的期望：

qqq(vector<foo>&& other) 
//             ^^
    : my_foo(std::move(other)) 
//  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
{
}

这样，调用者必须在qqq的构造函数的输入中提供一个右值：

std::vector<foo> v;
// ...
qqq q1(v); // ERROR!
qqq q2(std::move(v)); // OK! Now the client is aware that v must be moved from

Answer 2

是的，它确实是 UB（未定义行为）。 const 对象一旦初始化就无法修改。你应该做的是使用成员初始化器列表，也许与一个函数一起使用：

struct qqq {
  const vector<foo> my_foo;

  qqq(vector<foo> *other) : my_foo(initialiseFoo(*other)) {}

  static vector<foo> initialiseFoo(vector<foo> &other) {
    vector<foo> tmp;
    other.swap(tmp);
    return tmp;
  }
};

一个体面的优化器应该能够摆脱临时性。

如果能用C++11，其实更简单：

struct qqq {
  const vector<foo> my_foo;

  qqq(vector<foo> *other) : my_foo(std::move(*other))
  {
    other->clear();  //Just in case the implementation of moving vectors is really weird
  }
};