数据结构不变还是变量不变？

Question

在编写类时，无论是使用const关键字还是使用不可变类，始终都是一个大问题。

我来自Objective，当我使用Objective时，有一个分开的可变/不变的约定。这主要是因为缺少const语义，比如在C++中，但是它也保证了对象的不可变性，特别是当不可变对象被复制到可变对象时，我可以捕获。因此，我可以将共享状态用于不可变对象，并且只在将状态复制到可变对象时才复制状态。

在C++中，有const语义，所以我尝试用它设计一个容器，但是我有一些问题。这是示例代码。

struct Foo
{
  int bar;
};

Foo const f1;
Foo f2 = f1;    // This is allowed but...

允许从f1到f2的复制分配，并且不会发出任何警告或错误。问题是，我不能将不可变对象复制到可变对象的情况。当我编写副本赋值构造函数时，它既适用于可变对象，也适用于不可变对象。我希望使不可变对象使用共享状态，并且只有在将其复制到可变对象时才会复制它。

我不适合抄写，因为我的容器代码应该适合实时程序.性能命中必须是可见的，位置应该是可预测的。抄写是不允许的，因为它将复制成本推迟到不可预测的时间点。复制成本必须可见。

这可以通过为每个不可变/可变对象创建分离的对象来解决，但我不确定这在C++上是否是好的设计。

什么是推荐的模式，使不可变/可变的类与可见复制成本？我认为，如果我可以从不可变到可变的复制构造函数，这是可以解决的，但我找不到任何方法。

Answer 1

有指针：

const Foo *f1 = new Foo(); /* Foo instance is trapped in pointer-to-const */
//Foo *f2 = f1; /* Error; not allowed without cast. */
Foo *f3 = new Foo(*f1); /* Use copy constructor */
delete f1;
delete f3;

使用shared_ptr(C++11)：

#include <memory>

std::shared_ptr<Foo> f1 = std::make_shared<Foo>(); /* shared_ptr will not implicitly copy object */
std::shared_ptr<Foo> f2 = f1; /* No copy made */
std::shared_ptr<Foo> f3 = std::make_shared<Foo>(*f1); /* use copy constructor */

如果客户端直接使用该对象，则它们将负责复制开销。这或多或少是意料之中的。您可以在类内部使用指针/refcounting/复制到写的方式来隐藏开销，但正如您所说的，这不是您想要的。