c++ - 在 C++17 中实现迭代器和 const_iterator 的正确方法是什么?
问题描述
在实现自定义容器时,我需要实现迭代器。当然,我不想为 const 和 non-const 迭代器编写两次代码。我发现这个问题详细说明了这样的可能实现:
template<class T>
class ContainerIterator {
using pointer = T*;
using reference = T&;
...
};
template<class T>
class Container {
using iterator_type = ContainerIterator<T>;
using const_iterator_type = ContainerIterator<const T>;
}
但我也发现了这个使用模板参数的问题:
template<class T, bool IsConst>
class ContainerIterator {
using pointer = std::conditional_t<IsConst, const T*, T*>;
using reference = std::conditional_t<IsConst, const T&, T&>;
...
};
template<class T>
class Container {
using iterator_type = ContainerIterator<T, false>;
using const_iterator_type = ContainerIterator<T, true>;
}
第一个解决方案似乎更容易,但答案是从 2010 年开始的。经过一些研究,似乎第一个版本没有被广泛使用,但我不明白为什么。我觉得我错过了第一个版本的一些明显缺陷。
于是问题就变成了:
第一个版本有问题吗?
如果不是,为什么版本 #2 似乎是 c++17 中的首选方式?或者为什么我应该更喜欢一个而不是另一个?
另外,是的,这将是使用
const_cast
或简单地复制整个代码的解决方案。但我不喜欢这两个。
解决方案
第二个实现的重点是你没有复制的东西:使实现特定需求变得容易。也就是说, aiterator
必须隐式转换为 a const_iterator
。
这里的困难在于保持微不足道的可复制性。如果你要这样做:
template<class T>
class ContainerIterator {
using pointer = T*;
using reference = T&;
...
ContainerIterator(const ContainerIterator &) = default; //Should be trivially copyable.
ContainerIterator(const ContainerIterator<const T> &) {...}
};
那是行不通的。const const Typename
解析为const Typename
. 因此,如果您ContainerIterator
使用 a进行实例化const T
,那么您现在有两个具有相同签名的构造函数,其中一个是默认的。好吧,这意味着编译器将忽略您对复制构造函数的默认设置,从而使用您非平凡的复制构造函数实现。
那很糟。
有一些方法可以通过使用一些元编程工具来检测 的 const-ness 来避免这种情况T
,但修复它的最简单方法是将 const-ness 指定为模板参数:
template<class T, bool IsConst>
class ContainerIterator {
using pointer = std::conditional_t<IsConst, const T*, T*>;
using reference = std::conditional_t<IsConst, const T&, T&>;
...
ContainerIterator(const ContainerIterator &) = default; //Should be trivially copyable.
template<bool was_const = IsConst, class = std::enable_if_t<IsConst || !was_const>>>
ContainerIterator(const ContainerIterator<T, was_const> &) {...}
};
模板从不被认为是复制构造函数,因此这不会干扰微不足道的可复制性。如果它不是const
迭代器,这也使用 SFINAE 来消除转换构造函数。
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