C ++防止复制成员数据

Question

我有一个不寻常的情况，

说我有一个像下面这样的课程，

template <typename T>
class C
{
    public :

    C (int size) : value_(size), some_other_member_(size) {}

    T &value () {return value_;}
    const T &value() const {return value_;}

    private :

    T value_;
    SomeOtherType some_other_member_;
 };

设计的类使客户端可以完全访问成员value_ ，就像std::vector的operator[]将返回引用一样，该类还必须通过返回引用来赋予客户端完全访问权限。 设置器/获取器对将不起作用。

但是，与std::vector不同，我不想允许客户端完全替换成员。 也就是说，客户端应能够调用value_ const或非const成员，但不允许以下行为，

 C<SomeType> c(10);
 SomeType another_value(5);
 c.value() = another_value; // This shall not be allowed

有什么办法可以让客户完全访问value_ 。 从某种意义上说，类C就像一个容器，但是一旦它包含的东西被初始化（通过构造函数，对T有一些要求，但这在这里不相关），客户端只能通过T的成员来修改value_函数，而不是通过赋值替换value_ 。

但是，要求T不可复制不是我的选择。 因为可以复制C类。 问题的核心是，如在类C所见， C具有几个成员，它们都具有size属性，在构造时，如果允许value_通过赋值替换而被构造为相同的size ， ，则在成员可能不再具有相同的size属性的意义上，它允许破坏数据结构。

要求T仅在大小相同时才允许复制或分配也是一种选择。 因为在复制C对象时，源和目标之间的大小可能会有所不同。 例如，

C c1(10);
C c2(20);
c1 = c2;

是完全合理的。 c1的大小已更改，但是其所有成员也都更改为相同的新大小，因此可以。

我希望我已经阐明了这个问题。 我总结一下，我希望C对T不会造成太多限制， T基本上可以是具有所需构造函数的任何类型。 可以复制和分配T 我不希望客户端执行的唯一操作是通过C::value()分配给value_ 。

Answer 1

如果您希望用户能够在对象上调用非const成员函数，并且希望返回对实际对象的引用，则不能完全禁止赋值，因为赋值运算符基本上就是这样（您可以重写a = b作为a.operator=(b) ）。 因此，您只需要返回对您的对象的const引用，使包含的对象non_copyable或者non_copyable可以被分配给它的事实。

我个人建议重新考虑设计。 即使您可以禁止分配，实际上也无法保证该对象没有成员函数，该成员函数的想法基本相同（ .swap(...)是典型的候选对象），因此您并没有真正赢过只要您允许调用非const成员函数，就可以执行任何操作。

但是，如果仅考虑禁止意外分配，则可以使进行此类分配变得更加困难。 如果您的T不是内置的，则可以创建一个派生类，该派生类不公开公共赋值运算符，并返回对此的引用：

template <typename T>
class C{
public :
    class Derived: public T {
    private:
       Derived(int size):T(size) {}
       Derived& operator=(const Derived&) = default; //used C++11 syntax for brevity, for C++03 code it has to be implemented here
       Derived(const Derived&) = default; //don't want this class to be copyied outside of C
       ~Derived() = default;
       friend class C;    
    };

    C (int size) : value_(size), some_other_member_(size) {}
    Derived& value () {return value_;}
    const Derived& value() const {return value_;}
 private :
    Derived value_;
    SomeOtherType some_other_member_;
 };

这将通过继承访问所有公共成员，但隐藏赋值运算符（和构造函数）。 当然，如果您使用c ++ 11，则可以通过使用/定义移动构造函数/分配并使用完美的转发来增强此代码，以允许使用不同的构造函数。 注意，仍然可以使用static_cast<T&>(C.value()) = foo来分配Derived的T部分。

为了支持您不能从（buildins ...）派生的类型，您需要创建一个代理，该代理公开除赋值外的所有功能。

Answer 2

关于您的吸气剂/吸水剂问题，我会写

const T& value() const; // as getter
void value(const T&); // as setter

返回const T& （常量引用）恰好是针对c.value() = 10 （请参见例如Scott Meyers的Effective C ++，第23条）。

我认为这也解决了复制问题：您的课程仍然可以复制。