const成員函數的語義是什么？

Question

我知道該函數不允許更改對象的狀態，但是我想我讀過某個地方，允許編譯器假定如果函數使用相同的參數調用，它將返回相同的值，因此可以重用緩存的值（如果有）。 例如

class object
{
    int get_value(int n) const
    {
        ...
    }

...


object x;

int a = x.get_value(1);
    ...
int b = x.get_value(1);

然后編譯器可以優化第二次調用，並使用寄存器中的值或簡單地執行b = a;

這是真的？

Answer 1

const與程序語義有關，與實現細節無關。 當成員函數const不會更改對象的可見狀態時，應對其進行標記，並且應可在本身為const的對象上調用它。 在一個const上的類的成員函數X的類型， this是X const * ：指針常數X對象。 因此，所有成員變量在該成員函數中都是有效的const （ mutable變量除外）。 如果您有const對象，則只能在其上調用const成員函數。

您可以使用mutable來指示成員變量即使在const成員函數中也可能更改。 這通常用於標識用於緩存結果的變量，或用於不影響實際可觀察​​狀態的變量，例如互斥鎖（您仍然需要將互斥鎖鎖定在const成員函數中）或使用計數器。

class X
{
    int data;
    mutable boost::mutex m;
public:
    void set_data(int i)
    {
        boost::lock_guard<boost::mutex> lk(m);
        data=i;
    }
    int get_data() const // we want to be able to get the data on a const object
    {
        boost::lock_guard<boost::mutex> lk(m); // this requires m to be non-const
        return data;
    }
};

如果通過指針保存數據，而不是直接（包括智能指針，如std::auto_ptr或boost::shared_ptr ），然后將鼠標指針變成const的const成員函數，而不是指向的數據，這樣你就可以修改指向數據。

至於緩存：通常，編譯器無法執行此操作，因為狀態可能在兩次調用之間改變（尤其是在我使用互斥鎖的多線程示例中）。 但是，如果定義是內聯的，則編譯器可以將代碼提取到調用函數中，並優化在該函數中可以看到的內容。 這可能導致該功能僅被有效調用一次。

下一版本的C ++標准（C ++ 0x）將具有新的關鍵字constexpr 。 標記為constexpr函數返回常數，因此可以將結果緩存。 在此函數中可以執行的操作受到限制（以便編譯器可以驗證這一事實）。

Answer 2

沒有。

const方法是一種不會更改對象狀態（即其字段）的方法，但是您不能假設給定相同的輸入，就可以確定const方法的返回值。 換句話說， const關鍵字並不意味着該函數是一對一的。 例如，返回當前時間的方法是const方法，但是其返回值在兩次調用之間改變。

Answer 3

成員變量上的關鍵字mutable允許const函數更改當前對象的狀態。

不，它不會緩存數據（至少不是所有調用），因為以下代碼是有效的const函數，會隨着時間而變化：

int something() const { return m_pSomeObject->NextValue(); }

請注意，盡管指向的對象不是const，但指針可以是const，因此對SomeObject的NextValue的調用可能會或可能不會更改其自身的內部狀態。 這使函數每次被調用時都會返回不同的值。

但是，我無法回答編譯器如何使用const方法。 我聽說它可以優化某些功能，盡管我必須先確定一下。

Answer 4

成員函數上的const關鍵字將此參數標記為常量。 該函數仍然可以靜音全局數據（因此無法緩存），但不能靜音對象數據（允許調用const對象）。

Answer 5

在這種情況下， const成員函數意味着也this其視為const指針。 實際上，這意味着你不能修改的狀態this一個內部const成員函數。

對於沒有副作用的功能（即，您要實現的功能），GCC具有一個稱為“功能屬性”的pure函數（您可以通過說__attribute__((pure))使用它）： http：//gcc.gnu。 org / onlinedocs / gcc / Function-Attributes.html

Answer 6

還允許使用const方法修改靜態本地。 例如，以下代碼是完全合法的（重復調用bar（）將返回遞增的值-而不是緩存的0）：

class Foo
{
public:
    int bar() const
    {
        static int x = 0;
        return x++;
    }
};

Answer 7

我對此表示懷疑，該函數是否仍可以調用一個全局函數，該函數更改了世界的狀態並且沒有違反const。

Answer 8

除了成員函數可以修改全局數據這一事實之外，成員函數還可以修改所討論對象的顯式聲明的可變成員。

Answer 9

Corey是正確的，但請記住， 可以在const成員函數中修改任何標記為可變的成員變量。

這也意味着可以從其他const函數或通過其他const引用調用這些函數。

---

編輯：該死，被9秒毆打。 :)