C++中的修饰符 mutable

本文详细解释了C++中的mutable关键字的作用及其在类成员变量上的应用,通过实例展示了mutable如何允许即使类的其他成员被const修饰,也能修改特定成员变量的特性。

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mutable 意为易变的;反复无常的。

在C++语言中,是命令语言——如果一个函数被const 修饰,那么它将无法修改其成员变量的,但是如果这个成员变量是被mutable修饰的话,则可以修改。


mutable 可以用来指出,即使结构或者类变量为const,其某个成员也可以被修改。
在c++的类中, 如果一个函数被const 修饰,那么它将无法修改其成员变量的,但是如果这个成员变量是被mutable修饰的话,则可以修改。例如:

struct data
{
    char name[30];
    mutable int accesses;
    //.....
};
const data veep = { "david", 0, /*...*/ };
strcpy( veep.name, "Jimmy");    // not allowed
veep.accesses++;                // allowed

veep 的 const 限定符禁止程序修改veep的成员,但 accesses 成员的 mutable 说明符表示 accesses 不受这种限制。

### C++中`mutable`关键字的含义 在C++编程领域,`mutable`关键字虽然不常用,但其功能却极为独特且强大。该关键字允许开发者在`const`成员函数内部修改类的特定成员变量[^2]。 ### `mutable`的作用 被`mutable`修饰的变量,在任何情况下都将保持可变状态,即便是在一个`const`函数之中也能对其进行更改操作[^4]。这打破了通常对于`const`成员函数内不允许改变对象状态的规定,使得某些特殊需求得以满足而不破坏封装原则。 ### 常见使用场景 #### 实现缓存机制 当希望某个数据成员仅作为临时存储或优化用途时(比如计算结果缓存),可以将其定义为`mutable`类型。这样可以在不影响其他部分逻辑的前提下自由更新这些字段的内容,从而提高程序效率。 #### 多线程环境中的同步变量 另一个典型的应用就是在并发控制方面——特别是涉及到互斥锁等资源管理的时候。如果存在一些用于协调不同线程间协作的信息结构,则可以通过设置它们为`mutable`来确保即使整个实例被认为是不可变更的情况下也能够正常工作。 ```cpp class ThreadSafeCounter { private: mutable std::mutex mtx; public: void increment() const { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); ++count_; } }; ``` 上述代码展示了如何利用`mutable`特性创建一个线程安全计数器的例子。尽管方法本身标记成了`const`,但由于加锁所使用的互斥体被声明成`mutable`形式,因此仍然能够在调用过程中执行必要的锁定动作以保障安全性[^5]。 ### 示例演示 下面给出一段简单的lambda表达式案例,进一步解释了`mutable`的实际效果: ```cpp int main(){ int x = 0; auto lambda = [x]() mutable { x++; std::cout << x << std::endl; // 输出 '1' }; lambda(); std::cout << x << std::endl; // 输出 '0', 因为这里的x是捕获列表里的副本而非原始变量 } ``` 在这个例子中可以看到,由于给定了`mutable`限定符,所以闭包内的局部拷贝版`x`是可以被成功增加并打印出来的;然而外部作用域中原有的那个整型数值并未受到影响[^3]。
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