[C++] constと非constのアクセサ関数を簡単に実装する

2021 8/05

2021年7月30日 2021年8月5日

アクセサ（setterやgetter）を実装する際に，Publicなconst，非const関数の両者実装したい場合がある．
直観的にはconst，非const関数をそれぞれ別名で以下のように実装するだろう．

public:
  const Hoge* ConstGetter() const { /* 実際に返す処理（getter）を記述する */ }
  Hoge* NonConstGetter() { /* 実際に返す処理（getter）を記述する */ }

関数名をconstとnon-constで使い分けるのは，面倒です．．．

正直なところ関数名が別々であるとわかりにくい．単純に上のようにConst…とNonConst…としてもいいが，関数名が長くなる．場合によっては，似たような関数が増えていくと命名に悩むこともあるだろう．
利用者はアクセサのconst，非constをあまり意識せずに使いたいというのが本音である．（クラスそのもののconstは意識したほうが良いが．．．）
この問題を解決するには，C++の仕様「const，非constメンバ関数はオーバライドが可能である」をいうことを利用すると比較的簡便に実装できる．

class Foo
{
public:
    Foo(){ }
    const int * GetValue() const { return this->value_; }
    int * GetValue() { return this->value_; }

private:
    int* value_ = nullptr;

};

int main()
{
    { // const
        const Foo foo;
        auto ptr = foo.GetValue(); // const int * GetValue() const が呼ばれる
    }
    { // non-const
        Foo foo;
        auto foo.GetValue(); // int * GetValue() が呼ばれる
    }
    return 0;
}

このように実装することで，利用者はクラスそのもののconst，非constを意識するだけで，自動的にアクセサconstの有無を識別してくれる．

上記に示した例は極めて簡単な例題であり，実用上はメンバ変数に直接返す関数はあまり使用されない．Getter自体が何らかの処理をし，値もしくはクラスを返すという処理をするだろう．Getterの中身の複雑になるもしくは記述量が増えると，同じ実装を記述するのはDRY原則に反する．

効率的なconst，非constのアクセサ関数の実装

const，非constのアクセサ関数のベストプラクティスとして，次のような実装である（と思う）．

public:
  Hoge* GetHoge() { return GetHogePrivate(); }
  const Hoge* GetHoge() const { return GetHogePrivate(); }
private:
  Hoge GetHogePrivate() const { /* 実際に返す処理（getter）を記述する */ }

PrivateなGetter (“Hoge GetHogePrivate() const”)を用意し，PublicなGetterがconst (“const Hoge* GetHoge() const”)，非const (“Hoge* GetHoge()”)に変換しreturnするという動作になる．Getter自体を変更する際には，PrivateなGetterのみを変更することで対応できる．
もし，PrivateなGetterを用意せず， const，非constのGetterに対し同じ実装をしていた場合，実装時にコピペミスなどの可能性があり，危険である．

Const，non-constのGetterはPublic宣言し，

実装はPrivateなGetterを使えばOK！

メリット

const，非const関数に対し，それぞれ実装を記述する必要がない．（DRY原則）
実装が比較的わかりやすく，記述量も少ない

その他の実装方法

上述した実装方法以外のDRY原則に則ったconst，非constメンバ関数の実装方法を紹介する．

const_castを使用する方法

const_castを利用する最も単純な発想に基づいたもの．以下のような実装になるだろう．関数名を別名にしているのは，同名の場合うまくいかないためである（関数が再帰的に呼び出される）．

public:
  const Hoge* GetHogeConst() const { /* 実際に返す処理（getter）を記述する */ }
  Hoge* GetHogeNonConst() { return const_cast<Hoge*>(GetHogeConst()); }

デメリット

同名のアクセサが使用できないため，関数を別名にしないといけない．
const_castを実装すること自体が面倒->タイポする可能性あり．
const_castの処理時間がかかるのでは？（実測していないので不明）

1．の「別名の関数を用意しないといけない問題」に関しては，下記サイトで代替方法を記載している．発想は素晴らしいがやはり実装自体が面倒な気がする．

結論

Const，非Constのアクセサ（Getter）は次のようなコードを使用しよう．

public:
  Hoge* GetHoge() { return GetHogePrivate(); }
  const Hoge* GetHoge() const { return GetHogePrivate(); }
private:
  Hoge GetHogePrivate() const { /* 実際に返す処理（getter）を記述する */ }

https://amzn.to/3yqWDHq

https://amzn.to/2Vc0VEm