如何传播常量时返回一个std::向量从常量方法？

Question

让我们在一个示例中展示它，其中我们有一个包含主数据的数据类，某种指向主数据的索引，我们还需要公开索引的const版本。

class Data
{
public:
  const std::vector<int>& getPrimaryData() const { return this->primaryData; }
  const std::vector<int*>& getIndex() const { return this->index; }
private:
  std::vector<int> primaryData;
  std::vector<int*> index;
};

这是错误的，因为用户可以轻松修改数据：

const Data& data = something.getData();
const std::vector<int*>& index = data.getIndex();
*index[0] = 5; // oups we are modifying data of const object, this is wrong

这样做的原因是，Data::getIndex应该返回的正确类型是：

const std::vector<const int*>&

但是，您可以猜测，当您尝试以这种方式编写方法以“将非常量变量转换为常量变量”时会发生什么：

// compiler error, can't convert std::vector<int*> to std::vector<const int*> these are unrelated types.
const std::vector<const int*>& getIndex() const { return this->index; }

据我所知，C没有解决这个问题的好方法。显然，我可以创建新的向量，从索引中复制值并返回它，但从性能角度来看，这没有任何意义。

请注意，这只是更大程序中实际问题的简化示例。int可以是一个更大的对象（比如说Book），而index可以是某种书籍的索引。这些数据可能需要使用索引来修改书籍，但同时，提供索引，以便以恒定的方式阅读书籍。

Answer 1

您要求的是d::experimental::propagate_const。但是由于它是一个实验特性，不能保证任何特定的工具链都附带有实现。您可以考虑实现自己的。然而，有一个麻省理工学院许可的实现。在包括标题之后：

using namespace xpr=std::experimental;
///...
std::vector<xpr::propagate_const<int*>> my_ptr_vec;

但是请注意，原始指针被认为是邪恶的，所以您可能需要使用std::unique_ptr或std::shared_ptr。propagate_const应该接受智能指针以及原始指针类型。

Answer 2

每种语言都有它的规则和用法d::矢量

对于使用部分，返回完整的容器通常被视为一种糟糕的封装实践，因为它使实现可见，并将其绑定到接口。最好有一个方法获取索引并返回指向const的指针（或者如果需要，返回指向const指针的引用）：

const int* getIndex(int i) const { return this->index[i]; }

这是可行的，因为T*可以常量化为const T*。

Answer 3

在C 20中，只需返回一个std:：span类型为const int*

#include <vector>
#include <span>

class Data
{
public:
  std::span<const int* const> getIndex() const { return this->index; }
private:
  std::vector<int*> index;
};

int main() {
  const Data data;
  const auto index = data.getIndex();
  *index[0] = 5;  // error: assignment of read-only location
}

演示