我可以使用const引用代替getter函数吗？

Question

我想知道是否可以通过使用常量引用变量来绕过使用getter方法，具体如下：

#include <string>

class cTest
{
    private:
        int m_i;
        std::string m_str;

    public:
        const int & i;
        const std::string & str;

    cTest(void)
    : i(m_i)
    , str(m_str)
    {}
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    cTest o;
    int i = o.i; // works
    o.i += 5; // fails
    o.str.clear(); // fails

    return 0;
}

我想知道为什么人们似乎根本不这样做。我是否遗漏了一些严重的缺点？请为优缺点列表做出贡献，如有必要，请进行更正。

优点：

1. 没有通过getter函数调用产生的开销。
2. 程序大小减小，因为有较少的函数。
3. 我仍然可以修改类的内部，引用变量提供了一层抽象。

缺点：

1. 与使用getter函数相比，我有一堆引用。这会增加对象大小。
2. 使用const_cast，人们可以弄乱私有成员，但这些人是淘气的吧？

- Fabian

Answer 1

确实存在一些严重的缺点（除了你提到的第二个缺点，我也将其归为“严重”类别）：

1）您需要提供（并因此维护）一个复制构造函数：编译器默认值不起作用。

2）您需要提供一个赋值运算符：编译器默认值不起作用。

3）仔细考虑实现移动语义。同样，编译器默认值不起作用。

这三个问题意味着您提出的“const”引用反模式是不可行的。不要这样做！

- Bathsheba

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更不用说，当你想要使用一种更有效的数据表示方式时，你却无法这样做，因为你需要对那些类型有一个有效的引用。 - chris

@chris：这是一个很好的观点。即使您有一个返回const引用的函数，如果您的数据模型发生变化，您也可以重构它以返回值副本。 - Bathsheba

Answer 2

获取函数的一个优点是，你可能在某个时间点想要更改返回值，而没有获取函数，这是不可能的。这种情况需要您实际上返回非引用，这在C++中不太常见。但是通过移动语义而不是引用，这应该是可行的。

您可能还想将断点放入获取函数中，以了解谁正在读取其值，您可能还想添加日志记录等。这被称为封装。

获取器的另一个优点是，在调试版本中，您可以对返回的数据添加额外的检查/断言。

最终编译器将内联您的getter函数，这将导致类似于您提出的代码的代码。

一些额外的缺点：

1）模板代码将使用函数调用来获取值，即size()，如果您将其更改为const&变量，则无法在某些模板中使用它。因此，这是一个一致性问题。

- marcinj

Answer 3

如果你想避免使用getter和setter，使用const引用成员不是解决方案。

相反，你需要确保周围结构的const正确性（这会自动给你提供对成员的const访问权限），并且让成员成为它们在逻辑上需要的任何东西。

请务必阅读有关getter和setter何时可以、应该或可以与公共数据成员交换的信息。例如，请参见this question。只要注意，如果你改变接口，调用getter不会影响调用站点，这是getter和setter所标榜的优势。现实似乎证明了相反的情况，例如，使用任何值得尊重的C++代码编辑器重构成员以及所有访问点是一个微不足道的操作。

虽然有人可能会主张封装，但我更强烈地主张const正确性，这减轻了很多封装的需求，并且真正简化了代码。

- rubenvb