const std::array<T,N>和std::array<const T, N>之间的区别

Question

std::array<const T, N>和const std::array<T, N>之间有实际区别吗？

看起来，持有常量元素的非const数组仍然无法交换；赋值运算符也不起作用。

在什么情况下应该优先考虑其中之一？

#include <array>

std::array<const int, 5> array_of_const = {1,2,3,4,5};
std::array<const int, 5> array_of_const2 = {1,2,3,4,5};

const std::array<int, 5> const_array = {1,2,3,4,5};
const std::array<int, 5> const_array2 = {1,2,3,4,5};

int main()
{
    // Assignment doesn't work for either
    array_of_const = array_of_const2;
    const_array = const_array2;

    // Swapping doesn't work for either
    array_of_const.swap(array_of_const2);
    const_array.swap(const_array2);

    // Indexing...
    array_of_const[0] = 0;
    const_array[0] = 0;

    return 0;
};

- woockashek

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@DrewDormann 是的，我同意。我想不出任何好的理由来支持这些。 - Paul Sanders

@KarlKnechtel [language-lawyer] 实际上并未被 OP 添加。 - apple apple

我不明白为什么这个帖子有那么多赞（最初的大部分可能是平衡投票，我认为这很糟糕）。 - apple apple

@ildjarn 什么是“巨大、明显的实际差异”？我没有看到任何差异。 - Caleth

@wooc 在 ildjarn 的辩护中，这并不是最清晰的例子。我最初也认为它在指出一个差异。 - JohnFilleau

Answer 1

std::array<const T, N>的副本仍然是“逻辑上常量”，而默认情况下，const std::array<T, N>的副本是可变的。如果允许或防止这种情况对您很重要，那么其中一种方法比另一种更可取。

它们匹配模板的方式有所不同，例如在Ilya的答案中的情况。

- Caleth

Answer 2

可能至少有一个区别 - 当你需要将变量传递给其他函数时，例如：

#include <array>

std::array<const int, 5> cc_arr5 = {1,2,3,4,5};
const std::array<int, 5> cc_arr5_2 = {1,2,3,4,5};

template<class T, std::size_t N>
void func(std::array<T, N>& a) {
    // do not change a, for example just calculate sum
}

int main()
{
    func(cc_arr5);
    func(cc_arr5_2); // this line does not compile

    return 0;
};

- Iłya Bursov

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好的，即使是刻意制造的差异，也存在差异。尽管我们在实际中看到过一些函数接收非 const 引用，但实际上并没有改变参数，所以我猜这不算特别刻意了。 - JohnFilleau

正好是我要发布的例子...因为你比我快几分钟，所以给你一些独角兽分数。 - Adrian Mole

考虑通过展示在函数体中a不需要被改变才能使其工作，来扩展这个例子？https://godbolt.org/z/qqPc9qW77 - JohnFilleau

@JohnFilleau 是的，已添加注释。 - Iłya Bursov

当然，通过值传递std::span比通过引用传递std::array或本地数组要好得多... - Deduplicator

现在唯一缺少的就是一个 const std:array<const int, 5> 的示例。 - tommsch

Answer 3

它们确实是不同的类型，因此您不能在期望另一个类型的地方使用其中之一，例如在函数调用或赋值中。

话虽如此，由于数组是一个没有辅助数据成员且大小固定的容器，将容器声明为const可以防止对其元素进行任何更改，将元素声明为const也不允许对容器进行任何更改，因为显然它没有其他数据成员。

换句话说，这两种类型将具有完全相同的有效操作和无效操作。

我能想到的主要区别是 const_cast 的含义：数组可以（隐式）转换为相同元素类型的const数组，但不能转换为被const修饰的数组类型：

std::array<int, 3> a {1, 2, 3};

std::array<const int, 3> b = a; // Error: no known conversion from 'array<int, [...]>' to 'const array<const int, [...]>
const std::array<int, 3> c = a; // Ok

- Serge Ballesta

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也许有两个const_cast的含义：其中一个类型也可以去掉const。 - Drew Dormann