mutable 关键字教程

在 C++ 中，mutable 是一个用于修饰类成员变量的关键字，其核心作用是允许在 const 成员函数中修改被修饰的成员变量，打破了“const 成员函数不能修改类成员”的默认规则，同时不影响其他场景下成员变量的访问和修改权限。

一、核心用途：突破 const 成员函数的限制

默认情况下，const 成员函数的设计目的是“不修改类的成员变量”（保证对象状态不变），编译器会禁止在其中修改普通成员变量。但实际开发中，部分成员变量（如“缓存数据”“计数器”）的修改不会影响对象的核心逻辑，此时可通过 mutable 修饰这类变量，允许在 const 成员函数中修改它们。

示例：const 成员函数中修改 mutable 变量

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Student {
private:
    string name;          // 普通成员变量（const 函数中不可修改）
    mutable int queryCnt; // mutable 成员变量（const 函数中可修改）
public:
    // 构造函数初始化
    Student(string n) : name(n), queryCnt(0) {}

    // const 成员函数：查询姓名（不修改核心状态，但需统计查询次数）
    string getName() const {
        queryCnt++; // 允许修改 mutable 变量
        return name;
    }

    // 普通成员函数：获取查询次数
    int getQueryCnt() const {
        return queryCnt;
    }
};

int main() {
    const Student s("张三"); // 定义 const 对象（只能调用 const 成员函数）
    cout << s.getName() << endl; // 调用 const 函数，queryCnt 自增为 1
    cout << s.getName() << endl; // 再次调用，queryCnt 自增为 2
    cout << "查询次数：" << s.getQueryCnt() << endl; // 输出：2
    return 0;
}

输出结果：

张三
张三
查询次数：2

二、使用场景：哪些情况需要 mutable？

mutable 的使用需遵循“最小影响原则”，仅用于修饰“修改不影响对象核心逻辑”的成员变量，常见场景包括：

1. 统计类：如“函数调用次数”“数据访问次数”（如上例的 queryCnt）；
2. 缓存数据：如对象中缓存的计算结果（例如“计算一次后存储，后续直接返回”，缓存的更新不影响对象核心状态）；
3. 线程同步变量：如 mutex（互斥锁），在 const 函数中加锁/解锁不会影响对象核心逻辑。

三、注意事项：避免滥用 mutable

1. 仅修饰类成员变量：mutable 不能修饰普通变量、全局变量、函数参数，也不能修饰 static 成员变量（static 属于类，不属于单个对象，const 函数对其无限制）；

   // 错误用法示例
   mutable int num; // 错误：不能修饰普通全局变量
   void func(mutable int x) {} // 错误：不能修饰函数参数
   

2. 不改变对象核心逻辑：mutable 的本质是“允许修改非核心状态”，若修饰核心成员变量（如示例中的 name），会违背 const 函数的设计初衷，导致代码逻辑混乱；

3. 与 const 的配合：mutable 仅作用于 const 成员函数，在普通成员函数中，mutable 变量的访问和修改与普通变量无区别。

四、对比：mutable 与 const 的关系

五、总结

• mutable 是 C++ 为“const 成员函数中修改非核心变量”提供的解决方案；
• 核心作用：允许 const 成员函数修改被修饰的成员变量，不影响对象核心逻辑；
• 关键原则：不滥用，仅修饰“修改无副作用”的成员变量（如计数器、缓存）。