从非常量函数返回引用值返回常量引用答案

【问题标题】：Return constant reference from non-const function return reference value从非常量函数返回引用值返回常量引用
【发布时间】：2020-07-06 23:36:00
【问题描述】：

我有一个类，其中通过引用获取某个成员涉及逻辑，所以我为它创建了一个私有 getter 函数，它在内部工作正常。

我还想提供对相同引用的公共访问，但使用常量修饰符。由于 public 函数不应修改类的状态，因此使用 const 关键字声明。但是内部逻辑，因为它通过设计提供对内部成员的引用，所以不应将其声明为 const。

我如何能够使用相同的逻辑来获取引用，并同时提供 const 和非 const 访问点？

这里有我遗漏的模式吗？

下面我编译了一个小例子来演示：

class my_class{
public:

  const int& get_my_field() const{
    return get_my_field_ref(); //g++: error: error - passing 'const my_class' as 'this' argument discards qualifiers [-fpermissive]
  }

private:
    int field;

    int& get_my_field_ref(){ //g++: warning: note - in call to 'int& my_class::get_my_field_ref()'
      /* ..complex logic to get reference.. */
      return field;
    }
};

【问题讨论】：

为什么get_my_field_ref() 必须是非const？
因为 'g++: error error - 将 'int&' 类型的引用绑定到 'const int' 如果它是 const 则丢弃限定符
我了解您遇到的错误。我特别问为什么函数get_my_field_ref() 必须是非const - 而你没有回答。
哦，非常感谢您的耐心等待！该接口专门用于内部修改field。
使field 成为mutable 成员。这允许在 const 成员函数中对其进行更改。

标签： c++ reference const-correctness

【解决方案1】：

~~有些人~~只要你知道注意事项，你就可以这样做：

int& get_my_field_ref(){'
  /* ..complex logic to get reference.. */
  return field;
}
const int& get_my_field_ref() const {
  return const_cast<my_class&>(*this).get_my_field_ref();
}

请注意，const 成员函数或多或少地保证了它可以在不引起数据竞争的情况下使用（也就是线程安全的）。您应该将complex logic 实现为线程安全的。

另外，请确保永远不要在已定义 const 的对象上调用您的函数。（const 引用和指针只要追溯到非常量对象就可以了。）

【讨论】：

对“某些人”来说太糟糕了，因为这样做会引入未定义的行为。
@Peter True，但前提是他们在 const 对象上使用该函数。我已经编辑了答案。
谢谢，我接受了这个答案。但是我决定从 get_my_field 成员函数中删除 const 修饰符更安全。
@Peter：如果非常量 get_my_field_ref 修改了对象的状态（并且对象本身被声明为 const），则只有 UB。

【解决方案2】：

想了想，问题主要出在设计上。

示例程序没有提到的是“复杂逻辑”是在数组中获取索引。因此，考虑到这些信息，计算索引的逻辑可以分开，并在 const 和 non-const 接口中使用。

#include <iostream>

using namespace std;


class my_class{
public:

  const int& get_my_field() const{
    return field[complex_logic_to_get_reference()];
  }

private:
    int field[5];

    int complex_logic_to_get_reference() const{
      int result_index = 0;
      /* Complex logic to get reference */
      return result_index;
    }

    int& get_my_field_ref(int index){
      return field[complex_logic_to_get_reference()];
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    return 0;
}

我向@j6t 和@Peter 道歉，因为在发布问题时忽略了这些信息，这个概念现在才真正被点击。

【讨论】：