C++のmutableキーワードとは？constオブジェクトでも値を変更できる仕組みを解説

mutableキーワードとは

C++におけるmutable（ミュータブル）キーワードを付けたデータメンバーは、オブジェクトがconst型で宣言されていても、実行時に値を変更することができます。これは、変更を一切許さない「定数（const）」とは正反対の性質を持つ指定子です。

実際のプログラミングでは、「ほとんどのデータメンバーは定数として保護したいが、1つか2つのメンバーだけは変数として更新したい」というケースがよくあります。例えば、キャッシュ値やアクセス回数のカウンタなどが該当します。このような場面でmutableは、クラスの設計とデータ管理を柔軟に行うための非常に有用な概念となります。

コード例

以下のサンプルでは、constオブジェクトの中で、通常のメンバーとmutableメンバーの挙動の違いを確認できます。

#include <iostream>
using namespace std;

class Test {
    public:
        int a;            // 通常のメンバー（constオブジェクトでは変更不可）
        mutable int b;    // mutableメンバー（constオブジェクトでも変更可能）

    Test(int x = 0, int y = 0) {
        a = x;
        b = y;
    }

    void seta(int x = 0) {
        a = x;
    }

    void setb(int y = 0) {
        b = y;
    }

    void disp() {
        cout << endl << "a: " << a << " b: " << b << endl;
    }
};

int main() {
    const Test t(10, 20);   // constオブジェクトとして生成

    cout << t.a << " " << t.b << "\n";

    // t.a = 30;  // ← コンパイルエラー：オブジェクトがconstのためaは変更できない
    t.b = 100;    // ← 問題なし：bはmutableなので変更できる

    cout << t.a << " " << t.b << "\n";

    return 0;
}

実行結果

10 20
10 100

動作のポイント

• t.a = 30; のコメント行を有効にするとコンパイルエラーになります。オブジェクトt自体がconstであるため、通常のメンバーaの書き換えは許されません。
• 一方、t.b = 100; は問題なく実行されます。bにはmutableが付いているため、constオブジェクト内でも値の変更が可能だからです。

mutableの主な活用シーン

• キャッシュの保持： 高コストな計算結果をconstメンバ関数内でキャッシュし、次回以降の処理を高速化する。
• ミューテックスの保持： constメンバ関数内でもスレッド安全性を確保するために、内部でmutexをロック・アンロックする。
• 論理的には不変なオブジェクトの内部状態管理： 外部から見た振る舞いは変わらないまま、内部的な統計情報やフラグだけを更新する。

このようにmutableは「オブジェクト全体の不変性を保ちながら、一部の内部状態だけを変更したい」という設計要件を実現するための重要なキーワードです。