C++数据分组类和常量访问

这个问题涉及类设计和连贯的接口（我想）。

假设你有一个小课堂来表示道路的"几何"。。。它可以包含许多类似这样的属性和方法。。。

class RoadMap
{
    private:
    struct RoadPiece
    {
        float x1, y1, x2, y2;
    };  
    std::string name;
    float area_width;
    float area_height;
    std::vector<RoadPiece> pieces;
    public:
    const std::string& get_name() const {return name;}
    float get_width() const {return area_width;}
    float get_height() const {return area_height;}
    float get_area() const {return area_width * area_height;}
    void set_width(float v) {area_width=v;}
    void set_height(float v) {area_height=v;}
    void set_name(const std::string v) {name=v;}
    void add_road_piece(float x1, float y1, float x2, float y2)
    {
        //...
    }
}

正如您所看到的，我们混合了const和nonconst方法。没什么大不了的：我们几乎可以写这样的客户端代码

RoadMap m;
m.set_width(100.0);
m.set_height(150.0);
m.set_name("Northern Hills");
//Tedious code here...
std::cout<<"The area of the map is "<<m.get_area()<<std::endl;

现在，让我们假设我们想在地图上添加"另一层"信息，这些信息不一定属于地图，而是。。。在客户端代码中对其进行了补充。。。比如，交通标志

class TrafficSignsMap
{
    private:
    struct Sign
    {
        enum class types {STOP, YIELD, STEP_ON_IT};
        types type;     
        float x;
        float y;
    }
    std::vector<Sign> signs;
    public:
    void add_stop_sign(float x, float y) {/*Blah blah*/}
    void add_yield_sign(float x, float y) {/*Blah blah*/}
    void add_step_on_it_sign(float x, float y) {/*Blah blah*/}
    const std::vector<Sign>& get_all_signs() {return signs;}
    const std::vector<const Sign const  *> get_signs_in_area(float x1, float y1, float x2, float y2)
    {
        //Do some calculations, populate a vector with pointers to signs, return it...
    }
}

同样，我们可以编写各种客户端代码，并混合道路和标志。在这一点上，请注意，我并不是真的在做这个应用程序，只是把它作为一个例子。。。

不管怎样，在写了更多的代码之后，我得到了第三层数据。。。这次是"吃的地方"。我不会在这里描述它们，但你会明白：它是独立存在的，但可以与道路或标志共享一定的空间（更像道路，但好吧…）。有了这第三层也是最后一层，我们可以找到一个地方，在那里我们可以获得包含道路、标志和用餐场所信息的文件。我们认为我们可以写一个类，我们将提供文件，它将为我们存储信息

class MapData
{
    private:
    RoadMap roads;
    TrafficSignsMap signs;
    PlacesToEatMap places_to_eat;
    public:
    MapData(const std::string& filename)
    {
        std::ifstream(filename);
        //Read the file... populate our properties...
    }
    const RoadMap& get_road_map() const {return roads;} 
    const TrafficSignsMap& get_signs_map() const {return signs;}
    const PlacesToEatMap& get_places_to_eat_map() const {return places_to_eat;}
};

事情是这样的。。。一旦所有数据都被分组到一个大容器中，我们就应该同时提供常量和非常量访问，对吧？。我想获得所有常量数据，但我也应该能够添加新的用餐场所，这是我在当前界面上无法做到的。

现在我知道我可以使用MapData类作为代理（增加它在应用程序中的响应性），所以我会去：

MapData MD;
MD.add_stop_sign(10.0, 20.0);   //This, in time, proxies to the inner property.

或者我可以添加常量和非常量getter（增加我的头痛），比如：

MapData MD;
float area=MD.get_road_map().get_area();
MD.get_non_const_road_map().add_road(/*blah blah*/);

或者我可以把它搞砸，把这些财产公开：

public:
RoadMap roads;
TrafficSignsMap signs;
PlacesToEatMap places_to_eat;

或者，我可以让getter变得非常常量，因为我要修改数据并完成它（这里没有真正的缺点……我想，假设我得到了一个常量MapData对象，我无论如何都不能更改它）：

    RoadMap& get_road_map() {return roads;} 
    TrafficSignsMap& get_signs_map() {return signs;}
    PlacesToEatMap& get_places_to_eat_map() {return places_to_eat;}

同样，请注意，这个场景是在这个问题被编辑时虚构的（否则为什么路线图会存储尺寸？？）。考虑到这一点，你会如何应对这种情况？。我正在寻找一种方法，使MapData类尽可能具有可扩展性，以防我想要添加更多的层（应该放弃代理选项），并且尽可能正确。非常感谢。