常量向量是否意味着常量元素？

Question

const vector<A>表示向量vector里的元素也是const吗？

在下面的代码中，

v[0].set(1234);在函数void g(const vector<A>& v)中会导致编译器错误：

const.cpp:28:3: error: member function 'set' not viable: 'this' argument has type 'const value_type' (aka 'const A'), but function is not marked const

为什么会出现这种情况？

但是，在函数void h(const vector<A *>& v)中，(*v[0]).set(1234);对于编译器来说是OK的。

这两个版本间有什么区别？

// ...........................................................
class A {
private:
  int a;
public:
  A (int a_) : a (a_) { }
  int get () const { return a; }
  void set (int a_) { a = a_; }
};

// ...........................................................
void g ( const vector<A> & v ) {
  cout << v[0].get();
  v[0].set (1234); 
} // ()

// ...........................................................
void h ( const vector<A *> & v ) {
  cout << (*v[0]).get();
  (*v[0]).set(1234);
} // ()

- cibercitizen1

Answer 1

是的，一个 const vector 提供对其元素的访问，就像它们是 const 一样，即它仅提供 const 引用。在您的第二个函数中，不是类型为 A 的对象是 const，而是指向它们的 指针 是 const。指针被声明为 const 并不意味着指针指向的对象是 const。要声明指向常量的指针，请使用类型 A const *。

- lisyarus

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不，这些元素不是“const”，那将是“vector<const A>”。你只是无法获取对它们的非const引用或指针。 - Mike Seymour

@lisyarus 根据这个，第二个函数中的元素被const了两次。一次是因为你不能改变数组单元格（vector是const），另一次是因为元素本身（指针）在一个const vector中是const的。这有意义吗？ - cibercitizen1

@cibercitizen1 不是的。在第二个函数h中，您没有改变指针，而是改变了指针所指向的 A。而指针指向的是一个非const的 A，所以这不是一个问题。容器只给您提供了对保存在其中的指针的 const 访问权限，因此您不能更改它指向的内容。 - Oguk

@cibercitizen1 我不明白... _"元素被const两次"_？一个变量要么是const，要么不是；没有双重const的概念。在这里，向量是const的（即您不能向向量添加/删除元素或修改其大小）。一个const向量将通过[]运算符返回其元素的const引用。在第一种情况下，您无法更改_const int&_的值。在第二种情况下，您无法更改对常量指针的引用的值，但可以更改指针所指向的值。 - Julian

作为一个附注：vector<const T> 是不可能的。T 不允许是 const 或 volatile 的。在这里也可以参考这个答案：https://dev59.com/-Ww05IYBdhLWcg3w6F4w#6955332 - Zacryon

Answer 2

第一个版本

v[0].set (1234); 

由于尝试通过引用返回向量的第一个元素来改变它，因此代码无法编译。编译器认为这是一种更改，因为 set(int) 没有被标记为 const。

另一方面，第二个版本只从向量中读取。

(*v[0]).set(1234);

并对通过常量引用解引用指针的结果调用set。

当您在const向量上调用v[0]时，会返回A的const引用。当元素类型是指针时，在其上调用set是可以的。您可以将第二个示例更改为

v[0]->set(1234);

你会得到与之前相同的结果，这是因为你获得了一个指针的引用，该指针是常量，但指针所指向的项目不是常量。

- Sergey Kalinichenko

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你的第一句话是错误的，我认为。v[0].set(1234)并不是写入向量，而是写入其在0位置的元素。 - cibercitizen1

我最喜欢这个答案。换句话说，const vector<T> 就像在声明时同时把 vector 和 T 都设为 const，无论 T 是什么类型。即，在 const vector<A> 中，A 应该被视为常量。在 const vector<A*> 中，A* 应该是常量，但它们所指向的内容却不是常量。 - cibercitizen1

Answer 3

因此，一个const对象只能调用const方法。也就是说:

class V {
  public:
    void foo() { ... }        // Can't be called
    void bar() const  { ... } // Can be called
};

那么让我们来看一下vector的operator[]：

reference       operator[]( size_type pos );
const_reference operator[]( size_type pos ) const;

当向量对象是常量时，它将返回 const_reference。

关于：(*v[0]).set(1234);

让我们来分析一下：

A * const & ptr = v[0];
A & val = *ptr;
val.set(1234);

请注意，您有一个指向变量数据的常量指针。因此，您无法更改所指向的内容，但可以更改指针指向的值。

- Bill Lynch

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投票支持此答案明确地将元素标记为 A * const 的引用。 - dragonxlwang

Answer 4

是的，因为`std::vector`是一个值类型而不是引用类型。

简单来说：`std::vector`将其缓冲区中的值视为自身的一部分，因此改变这些值意味着改变向量本身。如果我们只将向量视为持有指向已分配缓冲区和大小的指针，那么这可能会令人困惑：当我们改变缓冲区中的元素时，并不会改变这两个字段。

这与指针相反，指针是引用类型；如果你改变了指向的值，你并没有改变指针本身。

事实上，`std::vector` 是一个值类型是一种设计选择 - 这不是 C++ 语言固有的特性。因此，例如，`std::span` 类也基本上是一个指针和一个大小的组合，但是 `std::span` 可以是 `const` 的，同时你仍然可以更改所指向的元素。（spans 和 vectors 之间还有其他差异。）

- einpoklum