c++ - const struct 的指针成员

Question

我有一个看起来有点像这样的类:

class S
{
public:
    int* data;
    S() : data(new int[10]) {}
};

构造函数分配了 10 个整数的内存，默认的复制构造函数如预期的那样只复制指针本身而不是内容。

即使有 S 的实例具有 const 修饰符，我也可以修改 data 指向的数据，因为该数据本身没有 const 修饰符。我可以通过将 data 设为私有(private)并仅允许通过非 const 方法进行写访问来避免这种情况，如下所示:

class S
{
private:
    int* data;
public:
    S() : data(new int[10]) {}

    int& operator(size_t i)
    {
        return data[i];
    }

    const int& operator(size_t i) const
    {
        return data[i];
    }
};

但现在我可以使用复制构造函数来规避 S 实例的 const 特性，如下所示:

void main()
{
    const S a; // Allocates memory
    S b(a); // Also points to memory allocated for a
    b(1) = 3; // Writes to a even though it is not supposed to be mutable
}

什么是解决这个问题的优雅方法(可能使用模板)？

• const S 的实例指向的数据不应该仅使用该实例是可变的。
• 复制构造函数应该只复制指针，而不是对数据进行深度复制。
• const S 和 S 都应该可以通过复制构造函数创建，给定 S 的实例，这样 const 实例不能修改数据，但非 const 实例可以。

Answer 1

通过提供两个不同的复制构造函数，可以在复制构造函数中知道被复制的对象是否为 const，一个接受 const 参数，另一个接受不是。编译器将选择与传递的参数匹配的版本。在构造函数中设置一个标志，以便在执行非常量操作时抛出错误。

避免问题中显示的内存泄漏的最佳方法是使用像 std::shared_ptr 这样的智能指针而不是原始指针。不幸的是，shared_ptr 适用于单个对象，而不是数组；解决方法是可能的 as in this StackOverflow question .我现在不打算尝试解决这个问题，下面的代码仍然存在漏洞。

要完整，您应该遵循 Rule of Three并提供 operator= 和析构函数。我将此作为练习留给读者。

class S
{
private:
    int* data;
    bool is_const;
public:
    S() : data(new int[10]), is_const(false) { data[1] = 42; }
    S(const S& other) : data(other.data), is_const(true) {}
    S(S& other) : data(other.data), is_const(false) {}

    int& operator()(size_t i)
    {
        if (is_const)
            throw std::logic_error("non-const operation attempted");
        return data.ptr[i];
    }

    const int& operator()(size_t i) const
    {
        return data.ptr[i];
    }
};

查看实际效果:http://ideone.com/SFN89M