c++ - 如何制作一个深const指针

Question

假设我想用C++表示一棵二叉树。通常，我想要这样的Node结构:

struct Node {
  Node* left
  Node* right;
};

(在这里我只是为了简单起见使用struct和raw指针。我知道我应该使用智能指针进行内存管理。)

这种表示形式有一个问题:我永远不会拥有一个深const树。 (如果可以，请更正我。)我可以标记一个Node const，但是其子级在const结构中被硬编码为非Node。

(我可能会使用一些template hack来使left和right(可选)为const，但这会使const Node和非const Node不兼容。)

很快，我发现，如果我神奇地拥有一些深const指针(例如deep_const_pointer，这使const内在可传递)，则可以在Node中使用该指针，以便拥有const节点自动意味着拥有const子树。

我试图编写一个深const指针类，这是我最终得到的结果:

template <typename T>
class deep_const_pointer {
public:
  explicit deep_const_pointer(const T* p_)
    : p{const_cast<T*>(p_)} {}

  const T& operator*() const { return *p; }
  T& operator*() { return *p; }

  const T* operator->() const { return p; }
  T* operator->() { return p; }

  // etc.

private:
  T* p;
};

在这里，我在构造函数中删除了const，并根据该指针式对象的const的需要将其添加回去。但是，此实现允许以下操作:

const int i = 42;
deep_const_pointer<int> p{&i};
*p = 0; // Oops!

因此，取决于用户正确标记指针是否为const。

我应该如何建立一个Deep-const指针类？理想情况下，我希望const检查在编译时进行，并且该指针类占用的内存与原始指针一样多。 (这排除了将const ness保存到bool成员变量并检查每次访问的解决方案。)

编辑:我检查了std::experimental::propagate_const，从我的 Angular 来看，它的确不是“deep-const”指针。我的深度常量指针P的意思是:

常量P是指向常量的指针；

可变P是指向可变的指针；

将对非const P的const引用视为是const P；

由于指向const的指针具有值语义，因此const P应该是可微复制的。

propagate_const无法满足要求，因为:

它从不接受指向const的指针。

不可复制(复制构造函数已明确删除)；

从我收到的评论和答案中，我猜想这样的P在C++中无法实现。

Answer 1

编写可传递const智能指针是一个已解决的问题，只需查找 std::experimental::propagate_const<> 即可。找到合适的实现应该不难。

在您自己的尝试中，您从原始指针构造错误。您不应该将const添加到pointee类型，也不要使用强制转换将其删除。
固定:

explicit deep_const_pointer(T* p_)
    : p{p_} {}