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一文詳解C++中的mutable關(guān)鍵字

更新時(shí)間：2023年10月27日 11:29:14 作者：思想覺(jué)悟

在C++中mutable關(guān)鍵字正如字面意思所示,表示「可變的」之意,一般在以下兩種情況中使用較多,一是修飾類中的變量,用來(lái)突破const的限制,二是在Lambda表達(dá)式中使用,用來(lái)捕獲修改表達(dá)式之外的變量值,下面我們就針對(duì)這兩種使用場(chǎng)景逐個(gè)介紹

mutable修飾類的成員變量

以下實(shí)例代碼有一個(gè)類Person，內(nèi)部有一個(gè)age成員變量表示年齡，有一個(gè)被const修飾的公共方法獲取年齡：

#include <iostream>
class Person{
public:
    explicit Person(int a):age(a){

    }
    ~Person(){

    }
    int getAge() const{
        return age;
    }
private:
    int age{18};
};

int main() {
    const Person person(20);
    std::cout << "age = " << person.getAge() << std::endl;
    return 0;
}

假如我想擴(kuò)展一下這個(gè)類Person的功能，在其內(nèi)部增加一個(gè)counter的字段，用于統(tǒng)計(jì)getAge方法的調(diào)用次數(shù)，于是將其代碼改成一下這樣子：

#include <iostream>
class Person{
public:
    explicit Person(int a):age(a){

    }
    ~Person(){

    }
    int getAge() const{
        counter++;
        return age;
    }
private:
    int age{18};
    int counter{0};
};

int main() {
    const Person person(20);
    std::cout << "age = " << person.getAge() << std::endl;
    return 0;
}

我們發(fā)現(xiàn)代碼無(wú)法編譯通過(guò)了，因?yàn)間etAge函數(shù)是被const修飾的，被const修飾的函數(shù)，在其內(nèi)部無(wú)法修改該類的成員變量。為了可以讓代碼通過(guò)編譯并能順利運(yùn)行，于是我們把第10行和第20行的const去掉即可。

這個(gè)解決方案可以說(shuō)是正確的，但是同時(shí)也在一定程度傻姑娘破壞了我們?cè)O(shè)計(jì)者的本意，因?yàn)槌绦蛟O(shè)計(jì)者的本意僅僅是希望counter可以被修改，而age還是不能隨意修改的，把const刪除后age也可以隨意修改了，同時(shí)在《Effective C++》一書(shū)中作者也提到過(guò)一條準(zhǔn)則就是只要可能就用 const，明顯這個(gè)Person也是適合使用const修飾的，那么我們?cè)鯓有薷牟拍茏龅郊仁褂胏onst保證其他變量不可隨意修改，又能保證在const函數(shù)體內(nèi)counter可以修改呢？這時(shí)候mutable的關(guān)鍵字的作用就體現(xiàn)出來(lái)了。

我們僅僅需要在聲明counter變量時(shí)使用mutable修飾一下即可，也就是：

class Person{
public:
    explicit Person(int a):age(a){

    }
    ~Person(){

    }
    int getAge() const{
        counter++;
        return age;
    }
private:
    int age{18};
    mutable int counter{0};
};

同理，如果我們希望在被const修飾的函數(shù)getAge內(nèi)age變量也可被修改的話，也可以使用mutable修飾age變量。

mutable在Lambda表達(dá)式中的作用

C++11標(biāo)準(zhǔn)中引入了 Lambda 表達(dá)式，用于定義匿名函數(shù)，使得代碼更加靈活簡(jiǎn)潔。

我們簡(jiǎn)單回顧一下Lambda表達(dá)式的語(yǔ)法，Lambda表達(dá)式的語(yǔ)法主要分為五個(gè)部分，對(duì)應(yīng)為：

[捕獲列表] (函數(shù)參數(shù)) mutable 或 exception 聲明 -> 返回值類型 {函數(shù)體}

其中 mutable 或 exception 聲明以及返回值類型是可以忽略不寫的。

捕獲列表的值又可以有以下幾種形式：

包括下面幾種形式：

[] 表示不捕獲任何變量
[=] 表示按值傳遞的方法捕獲父作用域的所有變量
[&] 表示按引用傳遞的方法捕獲父作用域的所有變量
[=, &a] 表示按值傳遞的方法捕獲父作用域的所有變量，但按引用傳遞的方法捕獲變量a
[&, a] 表示按引用傳遞的方法捕獲父作用域的所有變量，但按值傳遞的方法捕獲變量a

其中按值捕獲[=]的方式不允許程序員在 Lambda 函數(shù)的函數(shù)體中修改捕獲的變量。而以 mutable 修飾 Lambda 函數(shù)，則可以打破這種限制。

例如一下代碼是無(wú)法編譯通過(guò)的：

#include <iostream>
int main() {
    int x{0} ;
    auto f1 = [=]() {return ++x;};
    f1();
    std::cout << "x = " << x << std::endl;
    return 0;
}

因?yàn)長(zhǎng)ambda表達(dá)式f1，在內(nèi)部修改了表達(dá)式外部x的值，但是又沒(méi)有使用mutable關(guān)鍵字聲明，此時(shí)我們只需要使用mutable關(guān)鍵字聲明一下f1即可：

#include <iostream>
int main() {
    int x{0} ;
    auto f1 = [=]() mutable {return ++x;};
    f1();
    std::cout << "x = " << x << std::endl;
    return 0;
}

在這里考考大家一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，為什么在f1內(nèi)部改變了外部x的值，但是打印x的值還是0呢？為何沒(méi)有生效呢？

針對(duì)以上例子如果想要在表達(dá)式外部修改x的值，筆者覺(jué)得直接在捕獲列表中使用引用傳遞不是更加方便明了嗎，mutable關(guān)鍵字在Lambda表達(dá)式中是否有點(diǎn)脫褲子放屁的感覺(jué)？

以上就是一文詳解C++中的mutable關(guān)鍵字的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C++ mutable關(guān)鍵字的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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