c++ - 如何区分 C++11 中的填充构造函数和范围构造函数？

Question

我怀疑 std::vector 的填充构造函数和范围构造函数的原型(prototype)(以及许多其他 STL 类型)在此 webpage 中给出不对，所以我实现了一个 NaiveVector模仿这两个原型(prototype)。

我的代码是:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

template <typename T>
struct NaiveVector {
  vector<T> v;
  NaiveVector(size_t num, const T &val) : v(num, val) { // fill
    cout << "(int num, const T &val)" << endl;
  }

  template <typename InputIterator>
  NaiveVector(InputIterator first, InputIterator last) : v(first, last) { // range
    cout << "(InputIterator first, InputIterator last)" << endl;
  }

  size_t size() const { return v.size(); }
};

int main() {
  NaiveVector<int> myVec1(5,1);                   // A
  cout << "size = " << myVec1.size() << endl;
  for (auto n : myVec1.v) { cout << n << " "; }
  cout << endl;

  cout << "-----" << endl;

  vector<int> vec({1,2,3,4,5});               
  NaiveVector<int> myVec2(vec.begin(), vec.end());// B
  cout << "size = " << myVec2.size() << endl;
  for (auto n : myVec2.v) { cout << n << " "; }
  cout << endl;
}

输出是:

$ g++ overload.cc -o overload -std=c++11
$ ./overload
(InputIterator first, InputIterator last) // should be: (int num, const T &val)
size = 5
1 1 1 1 1
-----
(InputIterator first, InputIterator last)
size = 5
1 2 3 4 5

正如我从一开始就怀疑的那样，编译器无法正确地区分这两个构造函数。那么我的问题是:std::vector怎么办？的填充构造函数和范围构造函数有区别吗？

换句话说:如何实现这个NaiveVector的两个构造函数？

This question seems to be a duplicate of this question but the answer is not satisfying. Additionally, C++11 itself doesn't provide a is_iterator<>.. (MSVC has lots of hacks).

编辑:允许将右值绑定(bind)到常量左值引用，因此 NaiveVector 的第一个构造函数适用于 A .

Answer 1

C++03

[lib.sequence.reqmts]/9

For every sequence defined in this clause and in clause 21:

• the constructor

  template <class InputIterator>
  X(InputIterator f, InputIterator l, const Allocator& a = Allocator())
  

  shall have the same effect as:

  X(static_cast<typename X::size_type>(f),
    static_cast<typename X::value_type>(l),
    a)
  

  if InputIterator is an integral type.

...

[lib.sequence.reqmts]/11

One way that sequence implementors can satisfy this requirement is to specialize the member template for every integral type. Less cumbersome implementation techniques also exist.

换句话说，标准说如果范围构造函数被重载决议选中，但“迭代器”类型实际上是一个整数类型，它必须通过转换其参数类型来委托(delegate)给填充构造函数以强制后者是完全匹配。

C++11/C++14

[序列.reqmts]/14

For every sequence container defined in this clause and in clause 21:

• If the constructor

  template <class InputIterator>
  X(InputIterator first, InputIterator last,
    const allocator_type& alloc = allocator_type())
  

  is called with a type InputIterator that does not qualify as an input iterator, then the constructor shall not participate in overload resolution. ...

[序列.reqmts]/15

The extent to which an implementation determines that a type cannot be an input iterator is unspecified, except that as a minimum integral types shall not qualify as input iterators.

这或多或少是标准提示您使用 SFINAE 的方式(与 C++03 相比，它在 C++11 中可靠地工作)。

C++17

措辞类似，除了关于整数类型不是迭代器的段落已移至[container.requirements.general]/17。 .

结论

你可以写你的范围构造函数看起来像这样:

template <typename InputIterator,
          typename = std::enable_if<is_likely_iterator<InputIterator>>::type>
NaiveVector(InputIterator first, InputIterator last)

is_iterator 辅助模板可能简单地取消整数类型的资格并接受所有其他类型，或者它可能做一些更复杂的事情，例如检查是否有 std::iterator_traits指示类型是输入迭代器(或更严格)的特化。参见 libstdc++ source , libc++ source

这两种方法都符合 C++11 及更高版本中 std::vector 标准的强制行为。建议使用后一种方法(并且将与真正的 std::vector 在典型实现中可能执行的操作一致)，因为如果您传递可隐式转换为填充期望的类型的参数构造函数，您会希望该类“做正确的事”，而不是选择范围构造函数只是为了让它无法编译。 (虽然我怀疑这相当不常见。)相对于 C++03 std::vector，它是一个“一致的扩展”，因为在那种情况下构造函数调用将无法编译。