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C++ const成员函数 C++ 类的只读方法定义规范【封装】

穿越時空

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发布时间:2026-01-31 14:37:16

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来源于php中文网

原创

const成员函数能修改mutable成员变量,其他非mutable成员只读;它承诺不改变对象逻辑状态,声明时const是函数类型一部分,调用受对象cv限定符约束。

c++ const成员函数 c++ 类的只读方法定义规范【封装】

const 成员函数到底能不能修改对象状态

能,但仅限于用 mutable 修饰的成员变量。其他所有非 mutable 成员在 const 成员函数里都是只读的——编译器会直接报错,比如 assignment of member 'x' in read-only object

这是 C++ 封装的关键机制:const 成员函数承诺不改变对象的逻辑状态。注意,“逻辑状态”不等于“内存字节”,比如缓存、引用计数、日志标记这类辅助字段,就适合用 mutable 声明。

  • 常见错误:在 const 函数里给普通 int 成员赋值 → 编译失败
  • 合理用法:把 mutable std::mutex m_mutex; 放在多线程只读接口里做内部同步
  • 性能影响:加 mutable 不影响二进制布局,也不带来运行时开销,只是绕过 const 正确性检查

const 成员函数的声明和调用规则

声明时必须把 const 写在参数列表后、函数体前,且要和定义一致;否则链接时报 undefined reference —— 因为 const 是函数类型的一部分,void f() constvoid f() 是两个完全不同的函数签名。

  • 调用限制:只有 const 对象(或通过 const 引用/指针访问的对象)才能调用 const 成员函数;非 const 对象可以调用 const 或非 const 版本,但编译器优先选非 const 版本
  • 重载歧义:如果同时定义了 int get() constint& get(),对非 const 对象调用 obj.get() 会绑定到后者;想强制走 const 版,得写成 static_cast(obj).get()
  • 返回值建议:若返回成员引用,const 函数应返回 const T&,避免破坏只读契约

const 成员函数里能调用哪些其他函数

只能调用其他 const 成员函数,或者静态函数、全局函数、constexpr 函数等不依赖对象状态的函数。一旦调用非 const 成员函数,编译器立刻拒绝。

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  • 典型陷阱:在 const 函数里调用 this->update_cache(),而 update_cache() 没加 const → 报错 passing 'const MyClass' as 'this' argument discards qualifiers
  • 解决办法有两个:要么给被调函数也加 const(如果它真不改状态),要么把该字段改为 mutable 并在 const 函数里更新它
  • 注意友元函数不受此限,但它本身没有 this,所以不涉及 const 语义

const 成员函数与 move 语义的兼容性

不能在 const 成员函数里调用 std::move 转移资源,因为 std::move 只是类型转换,真正转移发生在移动构造/赋值中,而这些操作符通常是非 const 的——你无法对一个 const 对象执行移动赋值。

  • 常见误判:以为 “只读函数里调用 move 没问题”,实际会导致编译失败,例如 other = std::move(data_);const 函数里非法
  • 设计提示:如果某个操作既需要只读语义又涉及资源管理(如懒加载 + 移动初始化),应把可变部分拆到 mutable 成员,并在 const 函数里只操作它
  • 移动构造函数本身永远不能是 const,因为它必须修改源对象,所以 const 对象也无法被移动(只能拷贝)

最易忽略的一点:const 成员函数的 const 是作用于 *this 的顶层 cv-qualifier,不是修饰返回值或参数——这意味着哪怕返回的是智能指针或容器,只要函数体没违反逻辑不变性,就仍是合法的 const 接口。

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