面试题：C++中mutable关键字与const成员函数状态保护

Question

已知C++中有mutable关键字，在const成员函数状态保护的场景下，mutable关键字有什么作用？请通过一个具体的类，展示如何合理使用mutable关键字，同时又不破坏const成员函数状态保护的基本语义。

Answer 1

1. mutable关键字作用：在const成员函数中，mutable关键字允许修改被其修饰的成员变量，即使该函数被声明为const。通常情况下，const成员函数不能修改对象的成员变量，以保证对象状态的常量性。但有时我们希望在const成员函数中能修改某些特定的成员变量，mutable关键字就提供了这种机制，且不破坏const成员函数状态保护的基本语义，即不影响对象的“逻辑常量性”。

2. 示例代码：

#include <iostream>
#include <string>

class Logger {
public:
    Logger(const std::string& name) : loggerName(name), accessCount(0) {}

    // const成员函数
    void logMessage(const std::string& message) const {
        std::cout << "[" << loggerName << "] " << message << " (Accessed " << accessCount << " times)" << std::endl;
        ++accessCount;
    }

private:
    std::string loggerName;
    // 使用mutable修饰，允许在const成员函数中修改
    mutable int accessCount; 
};

你可以这样使用这个类：

int main() {
    Logger logger("MainLogger");
    logger.logMessage("Hello, world!");
    logger.logMessage("This is a test.");
    return 0;
}

在上述代码中，logMessage是一个const成员函数，accessCount被mutable修饰，因此可以在logMessage函数中被修改。而loggerName没有被mutable修饰，在logMessage函数中不能被修改，从而保持了对象的逻辑常量性。