[C++] const 속성과 mutable 키워드

const 멤버 함수와 mutable 키워드

const 멤버 함수는 함수 내에서 const 변수뿐만 아니라, 일반 변수의 값도 바꿀 수 없도록 제한을 건 클래스 멤버 함수입니다.

그리고, const 멤버 함수 내에서는 멤버 변수의 수정을 막기 위해 일반 멤버 함수도 사용할 수 없습니다.

const 멤버 함수에 관한 내용은 여기에서 볼 수 있습니다.

[C++] const 포인터, const 멤버 함수 및 const 클래스

 

하지만, 경우에 따라 멤버 변수의 값을 변경하는 것이 필요한 때가 있습니다.

그때 사용할 수 있는 키워드가 mutable입니다.

 

mutable 키워드는 클래스의 데이터 멤버에 적용할 수 있는 키워드입니다.

이때, 데이터 멤버는 비정적( non-static ), 비참조( non-reference )이어야 하며, const 멤버 변수가 아니어야 합니다.

 

이렇게 mutable이 붙은 멤버 변수는 const 멤버 함수 내에서 값을 변경할 수 있습니다.

 

다음 예제는 mutable 키워드의 사용법을 보여줍니다.

class StateObj
{
    int m_flags;
    mutable int m_accessCount;  // mutable 변수

public:
    int GetFlag() const
    {
        m_accessCount++;    	// 객체에 접근한 횟수를 기록
        
        return m_flags;
    }
};

위의 GetFlag 함수는 const 멤버 함수입니다.

그렇지만, mutable 키워드를 사용해서 m_accessCount 멤버 변수의 값을 변경할 수 있습니다.

 

예를 하나 더 들어보겠습니다.

이 예제는 100,000개의 원소를 가진 vector의 합을 구하고, 재사용을 위해 그 값을 mutable 변수에 저장합니다.

이렇게 저장된 값은 데이터가 변경되어 재계산이 필요할 때 갱신하게 됩니다.

#include <vector>
#define SIZE    100000

class ComputeObj
{
    mutable bool m_bModified;       // mutable
    mutable int m_nComputedValue;

    std::vector<int> m_Buffer;

public:

    ComputeObj() : m_Buffer(SIZE, 10){}

    int ComputeSum() const {    	// const 멤버 함수
        
        if ( !m_bModified)
            return m_nComputedValue;    // 저장된 값
        
        int sum = 0;
        for( int x : m_Buffer){
            sum += x;
        }

        m_bModified = false;
        m_nComputedValue = sum; 	// 계산값을 저장
        return sum;
    }

    void ChangeValue(int idx, int val){
        m_Buffer[idx] = val;    
        m_bModified = true;
    }
};

 

람다 표현식( lamda expression )과 mutable 키워드

mutable은 람다 표현식( lamda expression )에도 사용할 수 있습니다.

 

람다 표현식에 관한 내용은 여기에 정리해 두었습니다.

[C++] 람다 표현식( lamda expression )에 대한 설명

 

람다는 외부의 변수를 수용( capture )할 때, 값( call by value ) 또는 참조 ( call by reference )의 형식으로 캡처( capture )할 수 있습니다.

만약, 외부의 변수를 값으로 캡처하면, 외부의 변수는 const 속성을 띠는데,

필요한 경우 mutable 키워드를 사용하여 const 속성을 제거할 수 있습니다.

int main(){

    vector<int> vec = { 1, 2, 3, 4, 5 };

    int sum = 0;
    for_each( vec.begin(), vec.end(), [sum](int val) mutable {
        sum += val; // sum의 const 속성이 없어짐
        cout << sum;
    });
    
    return 0;
}

위의 예제에서, sum 변수를 값으로 capture 하면 const 속성을 갖게 됩니다.

하지만, 이 const 속성을 mutable 키워드를 사용하여 제거하였습니다.

그래서, sum의 값을 변경할 수 있습니다.

하지만, 변수 sum 값으로 캡처했기 때문에, 외부의 sum의 값은 변경되지 않습니다.