为何标记为const的成员函数可通过std::function修改类成员变量？

先看示例代码：

class TestConst {
public:
    void setter(double v) const {
        set(v);
    }
    
private:
    double m_value = 1;
    std::function<void(double)> set = [this](double v) {m_value = v;};
};

g++ 10.2允许这段代码编译且无报错警告，原因如下：

• const成员函数的静态检查逻辑
  const成员函数的核心规则是：函数内部的this指针会被视为const TestConst*类型，不能直接修改类内非mutable的成员变量，也不能调用类的非const成员函数。但这里调用的set(v)是std::function的operator()，而这个调用方法本身是const限定的，完全符合规则，因此编译器的静态检查不会拦截。

• lambda捕获的this指针的特殊性
  类成员set初始化时，lambda捕获的是类构造阶段的this指针，此时this是普通的TestConst*（非const类型）。lambda的默认调用方法是const限定的，但这个const仅限制不能修改捕获的指针本身（比如不能给this赋值为空指针），并不限制通过该指针修改指向对象的成员——只要指针本身是非const的，编译器就允许执行修改操作。

• 编译器无法追踪间接调用的深层行为
  编译器对const成员函数的检查是静态的，只能验证直接的成员访问或函数调用是否合规。对于std::function这种间接调用（内部存储的lambda是运行时才确定的可调用对象），编译器无法追踪到lambda内部通过非const指针修改const对象的行为，因此不会触发错误或警告。

需要注意的是，这段代码的行为属于未定义行为：在const成员函数中，当前对象被视为const，但lambda通过非const指针修改了该对象的成员，违反了const的语义，可能导致不可预料的运行时问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者AlQuemist