C++的mutable关键字

1.定义:
在类的非静态数据成员前使用mutable，表示即使在const成员函数内，也可以修改该成员。

2.语法示例:

struct Foo {
    mutable int cache;    // 可在 const 成员函数中修改
    int        value;     // 普通成员
};

3.mutable的语义
(1) 对const修饰的成员函数无效:
在普通成员函数(未加const)或非成员函数中，mutable与普通成员无异。在 const成员函数中，编译器会将this视为const Foo* const，唯有mutable成员不受该限制。
(2) 仅限非静态数据成员
只能修饰类的非静态数据成员，不能修饰静态成员、函数、类型别名等。
(3) 不影响对象的常量性
从外部看，一个const Foo依然是常量对象；mutable只是绕过了编译器对内部某些成员的写保护，不改变接口层面的const语义。

4.在C++类的定义中，为什么有的时候要在类的成员函数声明后面放上const

在C++中，把const放在成员函数声明的末尾，表明该成员函数不会修改它所属对象的任何非mutable成员，也不会调用任何非const成员函数；这样做有两个主要目的:

(1) 保证不修改对象状态
在函数后面加上const，编译器会把成员函数内部的this指针当作const MyClass* const this 来处理。你不能在这样的函数里修改任何非mutable成员变量；只能调用其他也被声明为const的成员函数。

这样一来，即使这个函数体复杂，也能编译期检查、保证它不会意外改变对象的数据成员。

struct Point {
    double x, y;

    // 不修改成员，安全地查询坐标
    double distanceFromOrigin() const {
        return std::sqrt(x*x + y*y);
    }

    // 如果忘了加 const，下面语句会编译报错
    // Point p{3,4};
    // double d = p.distanceFromOrigin();  // OK
    // const Point cp{3,4};
    // double d2 = cp.distanceFromOrigin(); // 必须是 const 成员函数
};

(2) 允许通过const对象或指针/引用来调用
如果你有一个const对象或通过const引用/指针访问对象，就只能调用它的const成员函数。这对设计API非常重要，因为它能区分只读操作与可变操作。

void printPoint(const Point& p) {
    // 只能调用 p.distanceFromOrigin()，因为它是 const 成员函数
    std::cout << p.distanceFromOrigin() << "\n";
    // p.setX(5);  // 错误：setX 不是 const 成员函数
}

这就是 C++ 中“const 成员函数”存在的根本原因：增强代码的可读性与安全性，帮助你在接口层面区分读操作与写操作。