返回值为引用或指针的成员函数加const要注意

最新推荐文章于 2019-08-17 16:33:22 发布

dwljd

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分类专栏： C++ 文章标签： C++ const 引用指针返回值

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在C++中，对于不修改数据成员的成员函数，通常会加上const修饰。但当const成员函数返回引用或指针时，可能会导致意外的修改。文章通过代码示例讨论了这种情况，并提出了个人建议，即可以通过在返回值上加const或者限制返回值的访问级别来避免数据成员被意外修改。

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成员函数与const

对于不改变类内部成员的成员函数，我们都要在函数后面加上const，对于会改变数据成员的函数则不加const。对成员函数加上const有明确的限制行为：调用该成员函数不会改变内部数据成员。但是，如果const函数的返回值是引用或指针呢？这种情况到底要不要对返回值加上const呢？先来看一段示例：

代码示例与结果

#include <iostream>
using namespace std;

struct Node {
    Node* next;
    int value;

    Node() : next(0), value(0){

    }
};


class TestList {
    typedef Node* node_ptr;
    typedef const Node* const_node_ptr;
private:
    node_ptr header;

public:
    TestList() : header(0){

    }

    TestList(node_ptr n) : header(n){

    }

    void print() const {
        node_ptr tmp = header;
        while (tmp != 0){
            cout << tmp->value << (tmp->next == 0 ? "" : ", next: ");
            tmp = tmp->next;
        }
        cout << endl;
    }

    void setHeader(node_ptr n) {
        header = n;
    }

    node_ptr getHeaderPtr() const {
        return header;
    }

    node_ptr& getHeaderRef() const {
        return (node_ptr&)header;
    }
};

int main(int argc, char** argv){
    Node header;
    header.value = 1;

    TestList tl(&header);
//    tl.setHeader(&header);
    cout << "tl ori: " << endl;
    tl.print();

    Node* nptr = tl.getHeaderPtr();
    nptr->value = 2;
    cout << "tl node value can modify by pointer: " << endl;
    tl.print();

    Node refNode;
    refNode.value = 3;
    refNode.next = &header;
    tl.getHeaderRef() = &refNode;
    cout << "tl node can modify by reference: " << endl;
    tl.print();

    cout << "---------------------- const object ----------" << endl;
    const TestList ctl(&header);
    //tl.setHeader(&header);
    cout << "ctl ori: " << endl;
    ctl.print();

    nptr = ctl.getHeaderPtr();
    nptr->value = 5;
    cout << "ctl node value can modify by pointer: " << endl;
    ctl.print();

    Node crefNode;
    crefNode.value = 6;
    crefNode.next = &header;
    ctl.getHeaderRef() = &crefNode;
    cout << "ctl node can modify by reference: " << endl;
    ctl.print();
}

上面示例代码的输出结果：

tl ori: 
1
tl node value can modify by pointer: 
2
tl node can modify by reference: 
3, next: 2
---------------------- const object ----------
ctl ori: 
2
ctl node value can modify by pointer: 
5
ctl node can modify by reference: 
6, next: 5

由以上输出可以看到，通过修改const成员函数返回的引用或指针可以修改对象内部的值。这与const函数只能读取内部数据成员（加mutable的数据成员不包括在内）是否相矛盾呢？const函数本身是不会修改数据成员的，但是通过它的返回值可以在外部修改对象内部数据。如果对象是non-const的，这种情况还可以接受；但是如果对象是const的，这种情况就不是所期望的了。

个人建议

要防止这种情况发生可以对返回值加const，或者对于在类内部需要把返回值作为左值的则把访问级别限制为public以下（需要再外部修改数据成员的，则提供修改器）。如：

    const_node_ptr getHeaderPtr() const {
        return header;
    }

    const node_ptr& getHeaderRef() const {
        return (node_ptr&)header;
    }

或

protected:
    node_ptr getHeaderPtr() const {
        return header;
    }

    node_ptr& getHeaderRef() const {
        return (node_ptr&)header;
    }

当然，对于在成员函数内部通过指针修改数据的就只能自己注意了。