C++代码中x、y是否为xy子对象？input2的const作用解析

先看你提供的代码：

auto input(auto p) {
  std::cout << p << ' ';
  long long i;
  return
    std::cin >> i
    && std::set<int>{EOF, '\n'}.contains(std::cin.get())
    && i >= 0
    ? std::optional{i}
    : std::nullopt;
}

const auto input2() {
  auto a = input("Enter the first operand:");
  if (a) {
    auto b = input("Enter the second operand:");
    if (b) return std::optional{std::pair{a.value(), b.value()}};
  }
  return decltype(input2()){};
}

void reqNat() {
    std::cout << "Operands must be natural numbers!";
}

void binary(auto f, char op) {
  auto xy = input2();
  if (xy) {
    auto &[x, y] = xy.value();
    std::cout << std::format("{} {} {} = {}", x, op, y, f(x, y));
  }
  else reqNat(); 
}

1. x和y是xy的子对象吗？ #

是的。xy是input2返回的const std::optional<std::pair<long long, long long>>对象，调用xy.value()会返回内部std::pair的const引用。结构化绑定auto &[x, y]直接绑定到这个pair的两个成员，而pair本身就是xy持有的optional对象的子对象，所以x和y本质上是xy子对象的引用。

就算去掉input2的const修饰，只要value()返回的是指向内部对象的引用，x/y依然是xy的子对象引用，和const无关。

2. input2返回类型中的const是否是确保这一点所必需的？ #

完全没必要。

如果去掉input2的const，返回的是普通的std::optional<std::pair<long long, long long>>，xy.value()会返回非const的pair引用，结构化绑定的x/y还是会绑定到xy的子对象上，不影响两者的关联关系。

3. 这个const会带来哪些变化？ #

• 返回对象不可修改：input2返回的optional是const的，你没法调用它的修改方法（比如emplace()、reset()），也不能给它赋值新的pair。
• 内部值只读：通过xy.value()拿到的是const pair引用，所以x/y本质是const long long&，无法修改它们的值。
• 移动操作受限：const对象不能被移动，只能被拷贝，如果后续需要对返回值做移动优化，会受到限制。

4. 将const添加到input函数上是否合适？ #

不合适，原因如下：

• input返回的std::optional<long long>如果是const的，调用者无法修改这个optional的内部值，也不能把它赋值给非const的optional变量，无端限制了使用灵活性。
• 从语义上看，input是获取用户输入的结果，调用者可能需要根据逻辑调整这个值，const修饰不符合函数的设计意图。
• 这种const完全没有实际收益，只会给调用者添堵。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ByteEater