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C++中的mutable关键字

来源: 责编: 时间:2023-11-20 17:12:37 189观看
导读在C++中mutable关键字正如字面意思所示,表示「可变的」之意。一般在以下两种情况中使用较多,一是修饰类中的变量,用来突破const的限制,二是在Lambda表达式中使用,用来捕获修改表达式之外的变量值。下面我们就针对这两种使

在C++中mutable关键字正如字面意思所示,表示「可变的」之意。一般在以下两种情况中使用较多,一是修饰类中的变量,用来突破const的限制,二是在Lambda表达式中使用,用来捕获修改表达式之外的变量值。Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

下面我们就针对这两种使用场景逐个介绍。Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

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mutable修饰类的成员变量

以下实例代码有一个类Person,内部有一个age成员变量表示年龄,有一个被const修饰的公共方法获取年龄:Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

#include <iostream>class Person{public:    explicit Person(int a):age(a){    }    ~Person(){    }    int getAge() const{        return age;    }private:    int age{18};};int main() {    const Person person(20);    std::cout << "age = " << person.getAge() << std::endl;    return 0;}

假如我想扩展一下这个类Person的功能,在其内部增加一个counter的字段,用于统计getAge方法的调用次数,于是将其代码改成一下这样子:Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

#include <iostream>class Person{public:    explicit Person(int a):age(a){    }    ~Person(){    }    int getAge() const{        counter++;        return age;    }private:    int age{18};    int counter{0};};int main() {    const Person person(20);    std::cout << "age = " << person.getAge() << std::endl;    return 0;}

我们发现代码无法编译通过了,因为getAge函数是被const修饰的,被const修饰的函数,在其内部无法修改该类的成员变量。为了可以让代码通过编译并能顺利运行, 于是我们把第10行和第20行的const去掉即可。Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

这个解决方案可以说是正确的,但是同时也在一定程度傻姑娘破坏了我们设计者的本意,因为程序设计者的本意仅仅是希望counter可以被修改,而age还是不能随意修改的, 把const删除后age也可以随意修改了,同时在《Effective C++》一书中作者也提到过一条准则就是只要可能就用 const,明显这个Person也是适合使用const修饰的, 那么我们怎样修改才能做到既使用const保证其他变量不可随意修改,又能保证在const函数体内counter可以修改呢?这时候mutable的关键字的作用就体现出来了。Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

我们仅仅需要在声明counter变量时使用mutable修饰一下即可,也就是:Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

class Person{public:    explicit Person(int a):age(a){    }    ~Person(){    }    int getAge() const{        counter++;        return age;    }private:    int age{18};    mutable int counter{0};};

同理,如果我们希望在被const修饰的函数getAge内age变量也可被修改的话,也可以使用mutable修饰age变量。Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

mutable在Lambda表达式中的作用

C++11标准中引入了 Lambda 表达式,用于定义匿名函数,使得代码更加灵活简洁。Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

我们简单回顾一下Lambda表达式的语法,Lambda表达式的语法主要分为五个部分,对应为:Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

[捕获列表] (函数参数) mutable 或 exception 声明 -> 返回值类型 {函数体}

其中 mutable 或 exception 声明以及返回值类型是可以忽略不写的。Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

捕获列表的值又可以有以下几种形式:Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

  • [] 表示不捕获任何变量
  • [=] 表示按值传递的方法捕获父作用域的所有变量
  • [&] 表示按引用传递的方法捕获父作用域的所有变量
  • [=, &a] 表示按值传递的方法捕获父作用域的所有变量,但按引用传递的方法捕获变量a
  • [&, a] 表示按引用传递的方法捕获父作用域的所有变量,但按值传递的方法捕获变量a

其中按值捕获[=]的方式不允许程序员在 Lambda 函数的函数体中修改捕获的变量。而以 mutable 修饰 Lambda 函数,则可以打破这种限制。Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

例如一下代码是无法编译通过的:Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

#include <iostream>int main() {    int x{0} ;    auto f1 = [=]() {return ++x;};    f1();    std::cout << "x = " << x << std::endl;    return 0;}

因为Lambda表达式f1,在内部修改了表达式外部x的值,但是又没有使用mutable关键字声明,此时我们只需要使用mutable关键字声明一下f1即可:Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

#include <iostream>int main() {    int x{0} ;    auto f1 = [=]() mutable {return ++x;};    f1();    std::cout << "x = " << x << std::endl;    return 0;}

在这里考考大家一个简单的问题,为什么在f1内部改变了外部x的值,但是打印x的值还是0呢?为何没有生效呢?Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

针对以上例子如果想要在表达式外部修改x的值,笔者觉得直接在捕获列表中使用引用传递不是更加方便明了吗,mutable关键字在Lambda表达式中是否有点脱裤子放屁的感觉?Eet28资讯网——每日最新资讯28at.com

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