Question

首先，用一个示例来说明我的问题背后的道德观念：以下代码将无法编译，因为std :: basic_ostream :: operator <<没有const限定。（https://gcc.gnu.org/onlinedocs/libstdc++/libstdc++-html-USERS-3.4/ostream-source.html表明操作员不具有const资格。）

我使用GNU g ++ 6.4.0编译器进行编译，并带有--std = c ++ 11标志。

#ifndef TEST_H
#define TEST_H
#include<string>
#include<iostream>
using namespace std;
class ChessPiece{
    const string name;
    const int side;
public:
    ChessPiece(const string&,const int);
    void printPiece(const ostream&) const;
};
#endif // TEST_H

...和test.cpp。

#include"test.h"
ChessPiece::ChessPiece(const string& s,const int bw): name{s}, side{bw} {}
void ChessPiece::printPiece(const ostream& S=cout) const{
    S << "a " << (side==1?"white ":"black ") << name << endl;
}
int main(){
    ChessPiece p{string("pawn"),-1}; // a black pawn
    p.printPiece();
}

但是，我不确定为什么应该首先发生这类错误，即使运算符<<在逻辑上const中也是如此。是的，显而易见的答案是“ operator<<以某种方式改变了std::ostream的内部状态”。

但是，我知道通过使成员成为mutable成员，我们可以更改类的内容，只要const限定的函数在逻辑上是const。我也知道std::ostream的实例在调用operator<<之前和之后在逻辑上不会有任何区别。 （如果我写的任何内容有误，请指出。谢谢）

改写，

为什么逻辑上const std :: basic_ostream :: operator <<没有const限定，而不是使某些成员可变？

谢谢。

Answer 1

std::ostream 在以外部可见的方式调用operator<<之后会有所不同。在大多数情况下，tellp方法将返回更新后的值（同样，使用seekp作为第二个参数的cur的结果也会有所不同。

即使它是流输出（因此“位置”是一个无意义的概念），各种状态位也始终可以更改，并且通过good，{{1}成为外部可见状态的一部分}，bad和fail方法。

此外，eof的缓冲区具有的行为（包括被完全换出的能力）在写入内容时会发生不可预知的变化。交换后备缓冲区的行为完全取决于其是否为空。如果为非空，则不会写入某人写入的数据。由于写入更多类型的数据可以从空状态切换到非空缓冲区状态（将少于缓冲区大小的字节写入空缓冲区而没有隐式刷新），也可以从非空状态切换为空（如果通过填充缓冲区触发刷新）缓冲区或行缓冲流上的换行符），您总是在更改缓冲区的可见状态。

Answer 2

您说：

我还知道std::ostream的实例在调用其operator<<之前和之后在逻辑上不会有任何区别。

这是查看std::ostream的一种方法。另一种看待它的方法是它是设备的接口，即文件，控制台，字符串等。如果该接口中的成员函数更改了基础设备，则使该成员函数成为{ {1}}成员函数。

const的概念是概念性的。看一下one my answers，它对主题有一些探索。是的，可以使const函数与operator<<对象一起使用，但更有意义的是它们并非如此。他们正在更改为其提供接口的基础设备，而IMO最好与类型为const std::stream的非const对象一起使用。

Answer 3

让我们看看这样的代码：

os << data;
if( !os ) throw std::runtime_exception( "io error" );

尽管operator<<的结果通常被忽略，但可能需要检查输出是否成功。编译器很可能无法优化此检查，但是对于我来说，作为读者，它还是不清楚，为什么我需要在调用const方法之后重新检查对象的状态。因此，标记这些方法const会损害接口的可读性，并且不会带来任何好处，显然这些调用在概念上不是const。

注意：添加了可变成员以优化const方法调用而无需更改可观察到的行为（昂贵的操作的缓存结果，如果对象的状态未更改，则返回缓存的值），可以在此处使用mutable只是对const方法概念的滥用

为什么std :: basic_ostream :: operator <<不符合const资格？

3 个答案: