如何为含非const引用成员的类实现无参默认构造函数？

我有一个包含引用成员的类，该成员通常在构造函数中显式初始化。但为适配测试框架，必须提供无参默认构造函数，这需要用临时对象默认初始化引用。若要让临时对象存活，需将引用改为const引用，但这样就无法调用引用对象的非const方法。示例代码如下：

class Someclass
{
   public:
      Someclass() : m_Reference ( OtherClass() ) {}

   private:
      OtherClass & m_Reference;  // 不想改成const，这样才能继续调用非const方法
}

请问如何在不使用丑陋的mutable关键字的情况下解决该问题？

方案1：改用指针替代引用 #

将引用成员替换为指针，默认构造时动态分配OtherClass实例，既规避临时对象的生命周期问题，又能正常调用非const方法。嫌手动管理内存麻烦的话，推荐用智能指针自动处理生命周期：

#include <memory>

class Someclass
{
public:
    // 默认构造时创建新的OtherClass实例
    Someclass() : m_Ptr(std::make_unique<OtherClass>()) {}
    
    // 业务代码中直接通过指针调用非const方法
    void callNonConstMethod() {
        m_Ptr->nonConstMethod();
    }

private:
    std::unique_ptr<OtherClass> m_Ptr;
};

如果用原始指针，记得遵循RAII规则，实现析构函数、拷贝构造与赋值运算符，避免内存泄漏。

方案2：使用std::optional包装（C++17及以上） #

用std::optional包装OtherClass，默认构造时初始化一个实例，既保留类似引用的访问方式，又能灵活处理对象的初始化状态：

#include <optional>

class Someclass
{
public:
    Someclass() : m_Opt(OtherClass()) {}
    
    void doBusiness() {
        // 直接通过->调用非const方法
        m_Opt->nonConstMethod();
    }

private:
    std::optional<OtherClass> m_Opt;
};

方案3：为测试场景提供专用子类/工厂 #

如果仅需适配测试框架，无需修改原类核心逻辑，可以编写测试专用子类，持有一个独立的OtherClass实例供引用绑定：

// 原类保留带参构造，符合业务逻辑
class Someclass
{
public:
    explicit Someclass(OtherClass& ref) : m_Reference(ref) {}
    
    void callMethod() {
        m_Reference.nonConstMethod();
    }

private:
    OtherClass& m_Reference;
};

// 测试专用子类，用于适配无参构造要求
class TestSomeclass : public Someclass
{
public:
    TestSomeclass() : Someclass(m_TestInstance), m_TestInstance() {}

private:
    OtherClass m_TestInstance; // 持有自己的实例供父类引用绑定
};

测试框架可直接实例化TestSomeclass，原类的非const引用特性完全保留，不影响业务代码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Desperado17