C++:将容器转换为不同但兼容类型的容器

Question

我经常碰巧有一个容器 C (或任何类型的包装类，甚至是智能指针)类型 T1 , 并且想要转换这样的 C<T1>进入C<T2> , 其中T2与 T1 兼容.

C++ 不允许我直接转换整个容器，并强制使用 reinterpet_cast会导致未定义的行为，所以我需要创建一个新的 C<T2>容器并用 C<T1> 重新填充它转换为 T2 的项目.此操作在时间和空间上都可能非常昂贵。

此外，在很多情况下，我很确定强制执行 reinterpret_cast可以很好地处理由任何存在的编译器编译的代码，例如当 T2 时是T1 const ，或者当 T1和 T2是指针。

是否有任何干净有效的方法来转换 C<T1>在C<T2> ?
例如 container_cast创建并重新填充 C<T2> 的运算符(/函数？)当且仅当它不与 C<T1> 二进制兼容时？

Answer 1

除了其他人处理的所有其他问题:

• 转换并不意味着相同的内存占用(想想转换操作......)
• 模板类的潜在特化(在你的问题中是容器，但从编译器的角度来看，容器只是另一个模板)即使类型本身是二进制兼容的
• 同一模板的不同实例化的不相关性(对于一般情况)

方法中存在一个根本不是技术性的基本问题。假设苹果是水果，则盛水果的容器既不是苹果的容器(简单演示)，苹果的容器也不是水果的容器。尝试在一盒苹果中装下一个西瓜!

转到更多技术细节，并专门处理甚至不需要转换的继承，(派生对象是已经是基类的对象)，如果您被允许转换容器派生类型到基类型，那么您可以向容器添加无效元素:

class fruit {};
class apple : public fruit {};
class watermelon : public fruit {};
std::vector<apple*> apples = buy_box_of_apples();
std::vector<fruit*> & fruits = reinterpret_cast< std::vector<fruit*>& >(apples);
fruits.push_back( new watermelon() ); // ouch!!!

最后一行完全正确:您可以添加 watermelon到 vector<fruit*> .但实际效果是您添加了一个 watermelon。到 vector<apple*> ，这样做就破坏了类型系统。

并非所有乍一看都很简单的东西实际上都是理智的。这类似于无法转换 int ** 的原因。到 const int **即使第一个想法是应该允许它。事实上，允许这样做会破坏语言(在这种情况下是 const 正确性):

const int a = 5;
int *p = 0;
int **p1 = &p;       // perfectly fine
const int **p2 = p1; // should this be allowed??
*p2 = &a;            // correct, p2 points to a pointer to a const int
**p1 = 100;          // a == 100!!!

这让我们回到您在另一个答案的评论之一中提供的示例(为了证明这一点，我将使用 vector 而不是集合，因为集合内容是不可变的):

std::vector<int*> v1;
std::vector<const int*> &v2 = v1; // should this be allowed?
const int a = 5;
v2.push_back( &a );  // fine, v2 is a vector of pointers to constant int
                     // rather not: it IS a vector of pointers to non-const ints!
*v1[0] = 10;         // ouch!!! a==10