从const c++向量中检索非const元素

Question

在我的程序中，我有全局数据。

每个程序模块必须具有对数据的读写访问权限。到目前为止，我不使用线程，而是Qt的信号和插槽，因此--尽管我还没有遇到崩溃--我想我需要在某个时候同步。

因此，每个模块保存的数据如下：

const std::vector<T>& data;

其中T是一个自定义类。因此，每个模块都可以读取数据。为了保持一致性，vector本身禁止并发删除或删除。这些都是使用可以同步的全局函数(如addToData(T elem)、removeFromData(int id))来完成的。请注意，向量本身通过引用声明为共享，因此上述全局函数中的一个更改将导致每个程序模块中的数据一致。

==>，这意味着可以以一种安全的方式从任何地方读取和添加/删除数据。

我遇到的问题是数据的修改。T的策划者们知道种族状况。使用data，我希望允许像data.at(3).setAttr("hello")这样的调用，但是对于常量向量，at()只返回常量引用。我怎么才能让它起作用？我可以抛开不变，但这感觉不对。

考虑到我的架构，我也愿意听取一些建议。

Answer 1

这种情况正是您想要抛弃恒常的地方。您已经仔细地设计了您的系统以正确地工作，所以当您已经完全准备好了它并且它是正确的事情时，不要对抛弃const感到难过。

Answer 2

1. 同步写入离开读取不同步也可能/将损坏内存。
2. 消除气味的坚定性。

下面是工作低开销的解决方案(虽然没有很好的封装)。一个@JonathanWakely的评论很好地总结了这个想法：“添加一个带函子的全局函数，并将它应用到非const向量中。”

header.h

struct no_synchronization {
    struct mutex {}
    struct guard {
      guard(mutex&) {}
    };
};

struct serialized {
   typedef std::mutex mutex;
   typedef std::lock_guard<mutex> guard;
};

template <class T, class S = no_synchronization>
class spaghetti {
    typedef typename S::mutex mutex;
    typedef typename S::guard guard;

    static mutex mutex_;
    static std::vector<T> vector_;

    template <class F>
    static void read_global_vec(F const& f) {
        guard lock(mutex_);
        std::vector<T> const& ref = vector_;
        f(ref);
    }

    template <class F>
    static void write_global_vec(F const& f) {
        guard lock(mutex_);
        f(vector_);
    }
}

如果向量的内容很少发生变化，那么可以使用shared_ptr进行复制，以将争用降到最低。

Answer 3

既然你问我建议

1. 您可以用一个工作方式基本相同的类包装vector。这也将消除您提到的全局函数，这是很好的。如果您希望类的实例是const，那么在内部使用mutable向量。
2. const_cast，但是尝试将其隐藏在函数中的某个地方。
3. 存储智能指针。我希望我没有错(这已经有一段时间了)，但我认为您可以通过const智能指针检索非const元素。

为了详细说明(1)，因为我在评论中被要求：

您需要向量的功能，这是一个很好的匹配您的需要。但是矢量的接口对于你所需要的东西是笨拙的。这是一种经常遇到的情况，包装器是默认的解决方案。包装器是一个新的类，它的接口与您的需要相匹配，但是它的实现实际上只是将所有的工作委托给另一个类。使用包装器的目的是使包装器对象更容易正确使用，更难使用错误。它可能看起来有点像这样(没有测试，不会编译)：

class AWrapperForDemonstration
{
public:
    MyCustomClass& GetByIndex(int i) const // can throw
    {
         std::lock_guard<std::mutex> lock(_mutex);
         return _storage[i];
    }
    size_t Size(int i) const
    {
         std::lock_guard<std::mutex> lock(_mutex);
         return _storage.size();
    }
    void Add(MyCustomClass& addThis)
    {
         std::lock_guard<std::mutex> lock(_mutex);
         _storage.push_back(addThis);
    }
    bool Remove(MyCustomClass& removeThis)
    {
         std::lock_guard<std::mutex> lock(_mutex);
         auto it =_storage.find(removeThis);
         if (it == _storage.end())
             return false;
         _storage.erase(it);
    }
    template <F> void ForEach(F const& f) const
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(_mutex);
        for (auto& i : _storage)
            f(i);
    }
private:
    std::vector<MyCustomClass> _storage;
    std::mutex _mutex;
}