为什么类的静态成员函数没有“常量正确性”概念？

Question

使用案例：

class A {
  static int s_common;
public:
  static int getCommon () const { s_common; };
};

通常这会导致以下错误:

错误：静态成员函数“static int A::getCommon()”不能具有cv限定符

这是因为const只适用于this指向的对象，而在static成员函数中不存在this。

然而，如果允许这样做，static成员函数的"const"属性可以很容易地与static数据成员相关联。
为什么C++没有这个特性？有没有逻辑上的原因？

- iammilind

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@keety，那个问题是相关的，但不是重复的。我已经看过并点赞了它。我在我的问题中提到了this指针参数，但似乎这还不够。 - iammilind

很酷，但如果您在问题中链接原始线程以获得上下文，可能会更好，否则您可能会得到相同的答案。 - keety

Answer 1

cv-qualifiers会影响函数的签名。所以你可以有以下这些：

class A {
  static int s_common;
public:
  static void getCommon () const {  };
  static void getCommon () {  };
};

现在...你会如何称呼这个“const”？没有“const”对象可以调用它（好吧，你可以在“const”对象上调用它，但那不是重点）。我只是猜测，可能还有其他原因。 :)

- Luchian Grigore

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这样的组合可能被视为非法。我不确定这是否足以排除这种可能性。 - Michael Anderson

@MichaelAnderson 为什么会是非法的？标准规定可以通过cv限定符进行重载。如果我们改变规则，任何事情都可能被视为非法。 - Luchian Grigore

-1 @Luchian：允许使用“static const”的新规则将使重载无效，因为它除了通过强制转换外很难解决。这就是原因所在。因此，我认为你的答案被错误地选为解决方案：它根本不是一个理由，只是一种联想上的误解。 - Cheers and hth. - Alf

@Cheersandhth.-Alf 当然，你可以修改规则使任何事情无效。但这只是一个猜测（正如答案本身所指出的那样）。我认为，仅仅因为你能想到一种方式来改变规则使其无效，这并不意味着它是一个无效的答案。 - Luchian Grigore

非常好的观点，但正如你自己怀疑的那样，实际原因是不同的。这在Nicol Bolas和Alok Save的答案中已经给出了。 - Frank Puffer

Answer 2

然而，如果允许的话，静态成员函数的“const”属性可以轻松与静态数据成员相关联。这就是您的问题变得混乱的地方。声明为“const”的非静态成员函数仍然对静态数据成员具有非“const”访问权限。“const”仅适用于“this”（即非静态数据成员）。在语法上以相同方式使用“const”的静态成员函数具有完全不同的结果（即使得访问静态数据成员成为“const”）。此外，静态数据成员只是类范围全局变量，在其中具有类访问控制（public/private等）。因此，某些函数具有不同的“const”访问权限，特别是基于它们的签名，是没有意义的。

- Nicol Bolas

Answer 3

具有const cv-限定符的成员函数的原因是：
表示传递给成员函数的隐藏指针this是不可变的，不能被修改。静态成员函数没有隐藏的this参数，因此对于静态成员函数来说，const是没有意义的。 然而，如果允许，则可以轻松地将静态成员函数的“const”比较与静态数据成员相关联。 这不是添加const限定符的原始原因，这一点很明显，因为您无法将cv-限定符应用于自由函数。 cv-限定符仅用于调用函数的对象this。

- Alok Save

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我也删掉了我的评论，因为没有你之前的评论就没有意义了。感觉无限循环要来了。:)) - Luchian Grigore

有趣的是，我一直认为const只是一种声明函数不会改变对象的方式。这意味着对于静态函数来说它是多余的（因为它没有对象），但我不明白为什么它会被禁止而不是只是被忽略。 - paxdiablo

Answer 4

一个不改变任何全局状态的函数是纯函数。C++11引入了属性，可能包括在特定平台上使用[[pure]]。

const的一个问题是它是函数的一部分类型。将static const函数分配给“普通”函数指针需要特殊的转换、强制转换或衰减规则。正如Luchian所提到的，这将允许完全模糊的重载。

本质上，您正在描述从static成员形成单例对象，共享一个常见的、合格的间接访问路径。为了使非const对象看起来是const，它必须通过某些方式访问，但没有this。它的decltype会改变吗？没有好的答案。如果您想要所有这些内容，请将它们明确地放在class对象中。

- Potatoswatter

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这是一个很好的观点。[[pure]]是一个扩展吗？我通常参考C++11的维基链接，但是简单的grep查找不到。 - iammilind

@iammilind [[pure]] 不是标准，我不认为任何平台都实现了它。但是 GCC 有 __attribute__((pure))，MSVC 也有类似的东西，如果我没记错的话。属性在某些情况下是有争议的，主要实现可能会抵制它们（请参见 Herb Sutter 最近的文章），因此像 [[pure]] 这样的东西可能永远不会具备可移植性。 - Potatoswatter

Answer 5

我的猜测是，在成员函数上使用static和const来引用静态成员变量的常量性从未被考虑为一种选项。在我看来，你的建议是一种奇怪（但也许是明智的）混合这两个关键字的方式。

- Michael Anderson

Answer 6

好问题。

我认为，概念上const适用于明确定义的对象或数据结构，而不适用于全局/静态等。

同样的道理，我可能会问为什么全局（或者特定于命名空间的）函数不能是const，也就是说它可以承诺不修改任何全局（或特定于命名空间的）变量。

在我看来，这没有太多意义。但是，对于属于特定类的静态成员的const性 - 在某些情况下，这可能是有用的。

- valdo