Logical vs Bitwise Const & `mutable`

1. Bitwise constness (konstansi secara fisik)

Secara default, ketika sebuah fungsi anggota diberi label const, compiler memastikan bahwa fungsi itu tidak mengubah bit apa pun dari objek tersebut — disebut bitwise constness (konstansi secara fisik).

Contoh berikut memperlihatkan upaya untuk “menipu” aturan itu.

class Y {
  int i;
public:
  Y( );
  void f( ) const;
};
Y::Y( ) { i = 0; }

void Y::f( ) const {
  //!  i++; // Error -- const member function

  ( (Y*)this )->i++; // OK: cast away const-ness
  // Better: use C++ explicit cast syntax:
  ( const_cast<Y*>(this) )->i++;
}

Penjelasan:

• Fungsi f() bertipe const, sehingga this otomatis bertipe const Y*.

  Artinya, setiap perubahan ke anggota (seperti i++) dilarang.

• Namun, dengan cast, kita dapat memaksa menghapus const pada this.

  Itulah yang disebut cast away constness.

Masalahnya Meskipun “berhasil” di-compile, hal ini adalah undefined behavior jika objek yang sebenarnya memang konstan (const Y y;). Kompiler berasumsi fungsi const tidak mengubah objek, sehingga optimisasi bisa membuat hasilnya tak terduga.

Singkatnya Jangan pernah menghapus const untuk mengubah data dari fungsi const. Itu berpotensi bug serius dan melanggar kontrak const.

2. Logical constness dan solusi dengan mutable

Sering kali, kita punya kebutuhan untuk mengubah bagian tertentu dari objek walaupun fungsi secara logika dianggap “tidak mengubah keadaan utama objek.” Misalnya: menyimpan cache, penghitung (counter), atau flag internal.

Contoh:

class Z {
  int i;
  mutable int j;
public:
  Z( );
  void f( ) const;
};
Z::Z( ) : i(0), j(0) {  }
void Z::f( ) const {
//! i++; // Error -- const member function
    j++; // OK: mutable
}
int main() {
  const Z zz;
  zz.f( ); // Actually changes it!
}

Penjelasan

• i tidak bisa diubah karena fungsi f() bertipe const.

• j bertanda mutable, sehingga dikecualikan dari pemeriksaan const.

• mutable berarti: boleh diubah bahkan dalam konteks const member function.

Dengan kata lain:

mutable memungkinkan perubahan “non-logis” yang tidak dianggap mengubah keadaan semantik objek.

3. Logical vs Bitwise Constness

Jenis Konstansi	Definisi	Contoh	Tujuan
Bitwise Constness	Tidak ada bit dari objek yang berubah secara fisik dalam fungsi const	i++	Diterapkan otomatis oleh compiler
Logical Constness	Secara konsep, keadaan “logis” objek tidak berubah, walau ada beberapa modifikasi internal (cache, counter)	mutable j++	Memberi fleksibilitas dalam desain kelas

Contoh kasus nyata penggunaan mutable

• Cache hasil perhitungan (misal length pada std::string).
• Lazy initialization pada objek yang datanya dihitung saat dibutuhkan.
• Penghitung statistik pemanggilan fungsi (tanpa mengubah status logis objek).

4. Konsep penting

• Dalam fungsi const, pointer this bertipe const ClassName*.
• Anggota bertanda mutable adalah satu-satunya pengecualian.
• Menghapus const dengan const_cast untuk memodifikasi data dari objek konstan adalah undefined behavior.
• mutable digunakan bukan untuk melemahkan const, tapi untuk mendukung logical constness yang sah secara desain.

5. Ringkasan Praktik Baik

Gunakan mutable jika:

• Atribut bersifat internal (tidak memengaruhi status eksternal objek).
• Perubahan hanya bersifat cache, flag, atau statistik internal.

Jangan gunakan cast away const untuk memodifikasi data dari fungsi const.