C++：为什么我可以将指针值成员变量从 const 成员函数传递给采用非 const 指针参数的外部函数？

Question

我正在使用外部库中的函数（这里由printer函数表示）。
偶然地，我注意到，我可以像print()函数那样从const成员函数传递类成员。 即使我编译使用

g++ -Wall -Wextra -Wpedantic -Werror -o test test.cpp

我没有得到错误。

这似乎是非常错误的，因为我实际上是通过调用const成员函数来修改对象。 为什么编译器没有抱怨？ 这是代码：

#include <iostream>
using namespace std;

void printer(void* data) {
    static_cast<char*>(data)[0] = '1';
    cout << static_cast<char*>(data) << endl;
}

void setUp(char* data, int length) {
    for(int i=0; i<length; i++)
        data[i] = '0';
    data[length] = '\0';
}

class Test {
    private:
        char* data;

    public:
        Test(int length) {
            data = new char(length+1);
            setUp(this->data, length);
        }

        ~Test() {
            delete data;
        }

        void print() const {
            printer(this->data);
        }
};

int main() {
    Test T(3);
    T.print();
    return 0;
}

我最好的猜测是，编译器只保证指针变量不被修改，即在函数调用后不指向不同的物理地址。 但我也注意到，当我尝试使用std::vector<char>而不是char*和修改后的print函数时，编译器会抛出错误：

void print() const {
    printer(this->myVector.data());
}

所以如果我的猜测是正确的，为什么不能对 STL 向量的data()获得的指针做类似的事情？

Answer 1

1. 您有一个 char* 数据成员。

2. 在 const 限定方法的上下文中，这意味着该成员可能不会发生变异。

3. 该成员是指针。 改变一个指针意味着改变它指向的地方。

4. 为了清楚起见，方法内的有效限定类型是

    char * const

   而不是

    const char *

5. 这就是为了确认你是绝对正确的

   我最好的猜测是，编译器只保证指针变量不被修改，即在函数调用后不指向不同的...地址。

但是，对于向量，您想要调用数据再次具有有效限定类型std::vector<char> const& ... 所以您需要std::vector::data的 const 限定重载，并且返回const char* 。 这是您首先期望的，但它与原始指针的行为不同。

不同的原因是向量是为了表达该数据的所有权而编写的，因此常量向量应该具有常量内容。 原始指针可能拥有它们指向的数据，但没有办法表达这一点，也无法为拥有和不拥有原始指针提供不同的 const 行为。 这是尽可能避免使用原始指针的可能原因之一。

Answer 2

这是允许const方法更改数据的常用方法。 Test不变的是指针地址data ； 这不会被print改变。 尽管如此，您可以自由地改变指针所寻址的内容。

绕过const方法的另一种方法是将成员声明为mutable 。 可以说，确保内部字符串属性是例如 null 终止用于打印可以被认为是mutable的合法使用。

在 CppCon 2017 上看到 Kate Gregory 的这篇文章，她提供了一个有趣的例子（一个方法被设计为常量，但稍后添加了缓存）： https ://youtu.be/XkDEzfpdcSg?t=854

另请参阅此问题以进行有关该主题的热烈讨论： 除了允许通过 const 函数修改变量之外，'mutable' 关键字是否还有其他用途？