C++11 利用const_cast和type_traits修改类成员常量的通用模板函数
C++11 利用const_cast和type_traits修改类成员常量的通用模板函数
对于const定义的常量，不能直接修改它的值，这是这个限定符最直接的表现。但是某种情况下我们真的需要突破const限定修改其常量,C++11中可以使用const_cast转换符是用来移除变量的const限定符。关于const_cast的用法网上可以找到很多很多，基本的原理就是通过指向常量的指针来修改常量的内容，就像下面这样:
const int c = 21;
//下面三行代码实现修改常量c
const int* c_p = &c; //1.定义一个常量指针
int* m = const_cast<int*>(c_p);//2.将常量指针用const_cast转为一个新的非常量指针
*m = 7;//3.通过指向常量的非常量指针修改常量内容如果你的代码中有多处用到修改不同类型常量的地方，你就得写很多跟上面相似的3行代码，好烦，能不能简化一下呢？ 下面的代码利用C++11中的type_trait(类型萃取)将代码简化为两行，其基本原理是通过指向常量的引用来修改常量的内容
const int c = 21;
//下面两行代码实现修改常量c
auto &r_c =const_cast<typename std::add_lvalue_reference<typename std::remove_const<decltype(c)>::type>::type>(c);//1.定义一个指向常量c的非常量引用
r_c=5;//2.通过指向常量的引用来修改常量的内容在第一行代码中先用decltype获取c的类型，结果是 const int，
然后用std::remove_const移除获取的类型的const修饰符,变成int，
然后基于上一步的结果再使用std::add_lvalue_reference给类型添加左值引用，结果是 int&
然后再调用const_cast，就是 const_cast<int&>(c);
这里使用了auto 关键推导r_c的类型。这里r_c的类型就是int&,指向常量c的非常量引用。
上面这个复杂的写法主要是为了实现类型无关性,可以不关心c的数据类型。
简单的写法是这样的:
const int c = 21;
//下面两行代码实现修改常量c
auto &r_c =const_cast<int&>(c);//1.定义一个指向常量c的非常量引用
r_c=5;//2.通过指向常量的引用来修改常量的内容通过上面的改进确实把代码简化成了2行。 我们可以把上面的代码写成一个通用的模板函数。。。。以后只要调用模板函数就成了，就可以把代码简化为1行。
#include <type_traits>
/* 修改常量 */
template <typename T>
void inline modify_const(const T& const_var,const T &)noexcept{
auto &ref_var =const_cast<T&>(const_var); //将两个参数都转为非常量引用
auto &ref_new =const_cast<T&>(new_value);
ref_var=std::move(ref_new);// 转为右值,以适合比如unique_ptr这种不提供复制操作符的对象
}
//在 gcc5和vs2015下编译通过不论new_value是个左值还是右值都可以正常调用 modify_const，模板函数modify_const的用法：
const size_t c = 21;
modify_const(c,5ULL);//调用模板函数将常量c的值修改为5,
//注意size_t 在64位系统下定义为unsigned long long,所以这里的参数5必须有类型限定后缀ULL才能与第一个参数的基本类型保持一致，否则编译也不会通过 size_t nv=5;
size_t cv=200;
size_t *const p_c=&nv;
modify_const(p_c,&cv);//修改指针常量 const unique_ptr<int> u1(new int(311));
const unique_ptr<int> u2(new int(511));
modify_const(u1,u2);//修改对象常量modify_const只是在C++语法上实现了修改const修饰的常量，其实只对类成员常量以及非基本类型的局部常量有效，对于函数局部基本类型常量修改是无效的。下面是完整的验证代码：
//============================================================================
// Name : TestConst.cpp
// Author :
// Version :
// Copyright : Your copyright notice
// Description : Hello World in C++, Ansi-style
//============================================================================
#include <iostream>
#include <memory>
#include <type_traits>
using namespace std;
/* 修改常量 */
template <typename T>
void inline modify_const(const T& const_var,const T & new_value)noexcept{
auto &ref_var =const_cast<T&>(const_var); //将两个参数都转为非常量引用
auto &ref_new =const_cast<T&>(new_value);
ref_var=std::move(ref_new);// 转为右值,以适合比如unique_ptr这种不提供复制操作符的对象
}
struct class_A{
const int c=21;
};
void test_const(){
const int c=21;
auto &r_c=const_cast<int&>(c);
r_c=5;
cout<<"局部基本类型常量修改测试 c="<<c<<endl;
}
int main() {
class_A a;
auto &r_c=const_cast<int&>(a.c);
r_c=5;
cout<<"类成员常量修改测试 class_A.c="<<a.c<<endl;
test_const();
size_t nv=21;
size_t cv=5;
size_t *const p_c=&nv;
modify_const(p_c,&cv);//修改指针常量
cout<<"局部指针常量修改测试 *p_c="<<*p_c<<endl;
const unique_ptr<int> u1(new int(21));
const unique_ptr<int> u2(new int(5));
modify_const(u1,u2);//修改对象常量
cout<<"局部unique_ptr类常量修改测试 *u1.get()="<<*u1.get()<<endl;
}类成员常量修改测试 class_A.c=5 局部基本类型常量修改测试 c=21 局部指针常量修改测试 *p_c=5 局部unique_ptr类常量修改测试 *u1.get()=5
从上面的输出第二行可以看出，int型的局部常量没有被真正修改。
注意!!!
对于全局常量或类的静态常量成员，因为位于程序的常量存储区，受CPU指令级的内存保护(只读),所以是不能被修改的，虽然修改全局常量或类成员静态常量的代码也能编译通过，但实际运行时会抛出内存访问冲突的异常。参见 《mprotect: 设置内存访问权限》