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考虑这类问题。我有一个 Base
类和三个派生自 Base
的类.例如:DerivedA
, DerivedB
和 DerivedC
.每个派生类都有其独特的容器。因此 DerivedA
有std::vector<int>
, DerivedB
有std::set<int>
和 DerivedC
有std::map<int, std::string>
.我想要 Base
中的接口(interface)访问它当前指向的派生类的容器。
Base* d1 = new DerivedA;
for(std::vector<int>::iterator iter = d1->begin(); iter != d1->end(); ++iter)
{
//processing
}
我试图将每个容器包装到单独的类中并保留它们基类的指针 在Base class
.
class CollA;
template<class T>
class traits;
template<>
class traits<CollA>
{
public:
typedef vector<int> container;
};
template<class T>
class Coll
{
public:
typedef typename traits<T>::container container;
typename container::iterator begin() const
{
}
};
class CollA : public Coll<CollA>
{
typedef traits<CollA>::container container;
public:
container::iterator begin()
{
return V.begin();
}
private:
vector<int> V;
};
class Base
{
public:
Base()
{
}
// what to do here? I must keep a pointer to Coll; But Coll itself is a template
};
给我一些建议。我有点迷失在这个可怕的设计中。
最佳答案
为了做你想做的事,你需要定义一个通用类型的迭代器,它可以从不同的begin()
返回。和 end()
在派生类中覆盖。
当然,在此之前,您需要确定您希望迭代器执行的操作,正如 Yakk 在他的评论中所解释的那样。对于初学者,您需要决定什么 value_type
将通过这样的迭代器间接产生。鉴于您的三个不同容器,我能想到的唯一常见类型是 const int
, 作为 std::map
中的键是 const
和 std::set
迭代器是 const
迭代器(因为元素本身就是键)。因此,当使用通用迭代器类型进行迭代时,您将只能观察到 int
在里面。
现在,迭代器实现将需要调用不同的代码(在运行时),具体取决于它源自的派生类。这是类型删除的典型用例。正确完成后,这将允许您包装任何类型的迭代器,只要它支持您需要的接口(interface)。但是,在您的情况下,您可能不需要走那么远,因为我想您知道需要支持的全套容器,因此迭代器类型集是众所周知的并且也是有界的。
这意味着您可以使用 boost::variant
存储包装的迭代器。这应该比完整的类型删除解决方案更有效,因为它避免了一些内部虚函数调用和可能的一些堆分配(除非类型删除解决方案可以使用某种小对象优化,这对于迭代器来说是相当可能的,但甚至是实现起来更复杂)。
下面是此类迭代器的框架实现,以及使用它的类层次结构和一些简单的测试代码。请注意,我只实现了使循环工作所需的基本迭代器功能。
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <set>
#include <map>
#include <iterator>
#include "boost/variant.hpp"
//Helper function object types to implement each operator on the variant iterator.
struct indirection_visitor : boost::static_visitor<const int&>
{
const int& operator()(std::vector<int>::iterator i) const { return *i; }
const int& operator()(std::set<int>::iterator i) const { return *i; }
const int& operator()(std::map<int, std::string>::iterator i) const { return i->first; }
};
struct prefix_increment_visitor : boost::static_visitor<>
{
template<typename I> void operator()(I& i) const { ++i; }
};
//The iterator itself.
//It should probably hide the internal variant, in which case the non-member operators
//should be declared as friends.
struct var_iterator : std::iterator<std::bidirectional_iterator_tag, const int>
{
var_iterator() { }
template<typename I> var_iterator(I i) : it(i) { }
boost::variant<std::vector<int>::iterator, std::set<int>::iterator, std::map<int, std::string>::iterator> it;
const int& operator*() { return boost::apply_visitor(indirection_visitor(), it); }
var_iterator& operator++()
{
boost::apply_visitor(prefix_increment_visitor(), it);
return *this;
}
};
inline bool operator==(var_iterator i1, var_iterator i2) { return i1.it == i2.it; }
inline bool operator!=(var_iterator i1, var_iterator i2) { return !(i1 == i2); }
//Here's the class hierarchy.
//We use CRTP only to avoid copying and pasting the begin() and end() overrides for each derived class.
struct Base
{
virtual var_iterator begin() = 0;
virtual var_iterator end() = 0;
};
template<typename D> struct Base_container : Base
{
var_iterator begin() override { return static_cast<D*>(this)->container.begin(); }
var_iterator end() override { return static_cast<D*>(this)->container.end(); }
};
struct DerivedA : Base_container<DerivedA>
{
std::vector<int> container;
};
struct DerivedB : Base_container<DerivedB>
{
std::set<int> container;
};
struct DerivedC : Base_container<DerivedC>
{
std::map<int, std::string> container;
};
//Quick test.
void f(Base* bp)
{
for(auto iter = bp->begin(); iter != bp->end(); ++iter)
{
std::cout << *iter << ' ';
}
std::cout << '\n';
//We have enough to make range-based for work too.
for(auto i : *bp)
std::cout << i << ' ';
std::cout << '\n';
}
int main()
{
DerivedA da;
da.container = {1, 2, 3};
f(&da);
DerivedB db;
db.container = {4, 5, 6};
f(&db);
DerivedC dc;
dc.container = std::map<int, std::string>{{7, "seven"}, {8, "eight"}, {9, "nine"}};
f(&dc);
}
实现说明:
indirection_visitor
的基类并自动确定此访问者的返回类型。这只适用于 C++14,因为它使用 decltype(auto)
在内部,正是这个新代码导致了歧义。早期版本的 boost 没有这个问题,但也没有自动检测返回类型。prefix_increment_visitor
这样的简单访问者。 ,这使代码更加直接。boost::variant
已经提供了一个默认的相等运算符,对于这种情况已经足够了(这个例子已经足够长了)。const
在需要的地方获得真正的 const 迭代器行为(限定 begin()
和 end()
,在 CRTP 中使用 static_cast<const D*>
,声明包含 const_iterator
的变体,调整访问者)。boost::variant
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