把逻辑移到私有方法中，只在getter中做“获取引用并返回”的事情怎么样?实际上，我对简单getter函数中的静态类型转换和const类型转换相当困惑，我认为这很难看，除非在极少数情况下!

对于那些(像我一样)

使用c++ 17 想要添加最少的样板文件/重复和 不介意使用宏(在等待元类时…)，

下面是另一种说法:

#include <utility>
#include <type_traits>

template <typename T> struct NonConst;
template <typename T> struct NonConst<T const&> {using type = T&;};
template <typename T> struct NonConst<T const*> {using type = T*;};

#define NON_CONST(func)                                                     \
    template <typename... T> auto func(T&&... a)                            \
        -> typename NonConst<decltype(func(std::forward<T>(a)...))>::type   \
    {                                                                       \
        return const_cast<decltype(func(std::forward<T>(a)...))>(           \
            std::as_const(*this).func(std::forward<T>(a)...));              \
    }

它基本上是@Pait， @DavidStone和@sh1的答案的混合(编辑:和@cdhowie的改进)。它向表中添加的是，你只需要额外的一行代码，它只是简单地命名函数(但没有参数或返回类型重复):

class X
{
    const Z& get(size_t index) const { ... }
    NON_CONST(get)
};

注意:gcc在8.1之前编译失败，clang-5及以上版本以及MSVC-19都很高兴(根据编译器资源管理器)。

是的，可以避免代码重复。你需要使用const成员函数来拥有逻辑，并让非const成员函数调用const成员函数，并将返回值重新转换为非const引用(或指针，如果函数返回指针):

class X
{
   std::vector<Z> vecZ;

public:
   const Z& z(size_t index) const
   {
      // same really-really-really long access 
      // and checking code as in OP
      // ...
      return vecZ[index];
   }

   Z& z(size_t index)
   {
      // One line. One ugly, ugly line - but just one line!
      return const_cast<Z&>( static_cast<const X&>(*this).z(index) );
   }

 #if 0 // A slightly less-ugly version
   Z& Z(size_t index)
   {
      // Two lines -- one cast. This is slightly less ugly but takes an extra line.
      const X& constMe = *this;
      return const_cast<Z&>( constMe.z(index) );
   }
 #endif
};

注意:重要的是，不要将逻辑放在非const函数中，并让const函数调用非const函数——这可能会导致未定义的行为。原因是常量类实例被转换为非常量实例。非const成员函数可能会意外地修改类，c++标准状态将导致未定义的行为。

您还可以使用模板来解决这个问题。这个解决方案略显丑陋(但丑陋之处隐藏在.cpp文件中)，但它确实提供了编译器对一致性的检查，并且没有代码重复。

. h文件:

#include <vector>

class Z
{
    // details
};

class X
{
    std::vector<Z> vecZ;

public:
    const std::vector<Z>& GetVector() const { return vecZ; }
    std::vector<Z>& GetVector() { return vecZ; }

    Z& GetZ( size_t index );
    const Z& GetZ( size_t index ) const;
};

保护作用:文件。

#include "constnonconst.h"

template< class ParentPtr, class Child >
Child& GetZImpl( ParentPtr parent, size_t index )
{
    // ... massive amounts of code ...

    // Note you may only use methods of X here that are
    // available in both const and non-const varieties.

    Child& ret = parent->GetVector()[index];

    // ... even more code ...

    return ret;
}

Z& X::GetZ( size_t index )
{
    return GetZImpl< X*, Z >( this, index );
}

const Z& X::GetZ( size_t index ) const
{
    return GetZImpl< const X*, const Z >( this, index );
}

我能看到的主要缺点是，由于该方法的所有复杂实现都在一个全局函数中，您要么需要使用上面的GetVector()这样的公共方法获取X的成员(其中总是需要一个const版本和非const版本)，要么可以将此函数作为朋友。但是我不喜欢朋友。

[编辑:删除了测试期间添加的不需要的cstdio。]

我提出了一个宏，自动生成const/非const函数对。

class A
{
    int x;    
  public:
    MAYBE_CONST(
        CV int &GetX() CV {return x;}
        CV int &GetY() CV {return y;}
    )

    //   Equivalent to:
    // int &GetX() {return x;}
    // int &GetY() {return y;}
    // const int &GetX() const {return x;}
    // const int &GetY() const {return y;}
};

有关实现，请参阅答案的末尾。

MAYBE_CONST的参数被复制。在第一份副本中，CV被替换为空白;在第二个副本中，它被替换为const。

CV在宏参数中出现的次数没有限制。

不过有一点小小的不便。如果CV出现在括号内，这对括号必须以CV_IN作为前缀:

// Doesn't work
MAYBE_CONST( CV int &foo(CV int &); )

// Works, expands to
//         int &foo(      int &);
//   const int &foo(const int &);
MAYBE_CONST( CV int &foo CV_IN(CV int &); )

实现:

#define MAYBE_CONST(...) IMPL_CV_maybe_const( (IMPL_CV_null,__VA_ARGS__)() )
#define CV )(IMPL_CV_identity,
#define CV_IN(...) )(IMPL_CV_p_open,)(IMPL_CV_null,__VA_ARGS__)(IMPL_CV_p_close,)(IMPL_CV_null,

#define IMPL_CV_null(...)
#define IMPL_CV_identity(...) __VA_ARGS__
#define IMPL_CV_p_open(...) (
#define IMPL_CV_p_close(...) )

#define IMPL_CV_maybe_const(seq) IMPL_CV_a seq IMPL_CV_const_a seq

#define IMPL_CV_body(cv, m, ...) m(cv) __VA_ARGS__

#define IMPL_CV_a(...) __VA_OPT__(IMPL_CV_body(,__VA_ARGS__) IMPL_CV_b)
#define IMPL_CV_b(...) __VA_OPT__(IMPL_CV_body(,__VA_ARGS__) IMPL_CV_a)

#define IMPL_CV_const_a(...) __VA_OPT__(IMPL_CV_body(const,__VA_ARGS__) IMPL_CV_const_b)
#define IMPL_CV_const_b(...) __VA_OPT__(IMPL_CV_body(const,__VA_ARGS__) IMPL_CV_const_a)

pre - c++ 20实现，不支持CV_IN:

#define MAYBE_CONST(...) IMPL_MC( ((__VA_ARGS__)) )
#define CV ))((

#define IMPL_MC(seq) \
    IMPL_MC_end(IMPL_MC_a seq) \
    IMPL_MC_end(IMPL_MC_const_0 seq)

#define IMPL_MC_identity(...) __VA_ARGS__
#define IMPL_MC_end(...) IMPL_MC_end_(__VA_ARGS__)
#define IMPL_MC_end_(...) __VA_ARGS__##_end

#define IMPL_MC_a(elem) IMPL_MC_identity elem IMPL_MC_b
#define IMPL_MC_b(elem) IMPL_MC_identity elem IMPL_MC_a
#define IMPL_MC_a_end
#define IMPL_MC_b_end

#define IMPL_MC_const_0(elem)       IMPL_MC_identity elem IMPL_MC_const_a
#define IMPL_MC_const_a(elem) const IMPL_MC_identity elem IMPL_MC_const_b
#define IMPL_MC_const_b(elem) const IMPL_MC_identity elem IMPL_MC_const_a
#define IMPL_MC_const_a_end
#define IMPL_MC_const_b_end

虽然这里的大多数答案都建议使用const_cast, CppCoreGuidelines有一个章节是关于这个的:

相反，更喜欢共享实现。通常，你可以让非const函数调用const函数。然而，当存在复杂的逻辑时，这可能导致以下模式，仍然诉诸于const_cast:

class Foo {
public:
    // not great, non-const calls const version but resorts to const_cast
    Bar& get_bar()
    {
        return const_cast<Bar&>(static_cast<const Foo&>(*this).get_bar());
    }
    const Bar& get_bar() const
    {
        /* the complex logic around getting a const reference to my_bar */
    }
private:
    Bar my_bar;
};

尽管这种模式在正确应用时是安全的，因为 调用者必须一开始就有一个非const对象，这并不理想 因为安全很难作为检查规则自动执行。 相反，更倾向于将公共代码放在公共helper函数中—— 让它成为一个模板，这样它就可以推导出const。这个不需要任何东西 Const_cast:

class Foo {
public:                         // good
          Bar& get_bar()       { return get_bar_impl(*this); }
    const Bar& get_bar() const { return get_bar_impl(*this); }
private:
    Bar my_bar;

    template<class T>           // good, deduces whether T is const or non-const
    static auto& get_bar_impl(T& t)
        { /* the complex logic around getting a possibly-const reference to my_bar */ }
};

注意:不要在模板中做大量不依赖的工作，这会导致代码膨胀。例如，如果get_bar_impl的全部或部分可以是非依赖的，并分解成一个公共的非模板函数，则可以进一步改进，从而可能大大减少代码大小。