c++ - 在第三方容器中使用基于范围的 for 循环

Question

我目前正在使用第三方库，其中包含一个仅提供索引查找的类，即 operator[]。

我想对此类的内容执行基于范围的 for 循环。但是，由于从未编写过迭代器或迭代器适配器，我很迷茫。看来编写迭代器并不是一件简单的工作。

我想要的用法是:

for(auto element : container)
{
    ...
}

不必写:

for(int i = 0; i < container.size(); ++i)
{
    auto element = container[i];
    ...
}

如何实现？ Boost 是否提供此功能？

Answer 1

编写迭代器实际上是一项相当简单的任务，但它会变得非常乏味。由于您的容器支持按整数索引，我假设它的迭代器将属于随机访问迭代器类别(如果它们存在)。这需要很多样板文件!

但是，要支持基于范围的 for 循环，您只需要一个前向迭代器。我们将为实现前向迭代器要求的容器编写一个简单的包装器，然后编写两个函数 Iterator begin(Container&) 和 Iterator end(Container&) 来启用在基于范围的 for 循环中使用的容器。

这个 Iterator 将包含对容器的引用、容器的大小以及该容器中的当前索引:

template<template<typename> class C, typename T>
class indexer : public std::iterator<std::forward_iterator, T>
{
public:
    indexer(C<T>& c, std::size_t i, std::size_t end)
        : c_(std::addressof(c)), i_(i), end_(end) {}

    T& operator*() const {
        return c_[i_];
    }

    indexer<C, T>& operator++() {
        ++i_;
        return *this;
    }
    indexer<C, T> operator++(int) {
        auto&& tmp = *this;
        operator++();
        return tmp;
    }

    bool operator==(indexer<C, T> const& other) const {
        return i_ == other.i_;
    }
    bool operator!=(indexer<C, T> const& other) const {
        return !(*this == other);
    }

private:
    C<T>* c_;
    std::size_t i_, end_;
};

继承自 std::iterator 方便地声明适当的 typedef 以与 std::iterator_traits 一起使用。

然后，您将定义 begin 和 end 如下:

template<typename T>
indexer<Container, T> begin(Container<T>& c) {
    return indexer<Container, T>(c, 0, c.size());
}

template<typename T>
indexer<Container, T> end(Container<T>& c) {
    auto size = c.size();
    return indexer<Container, T>(c, size, size);
}

无论您的示例中的 container 是什么类型，都请关闭 Container，这样您就可以正常使用了!

所有各种迭代器的要求和行为可以在标准第 24.2.2 节的表格中找到，这些表格反射(reflect)在 cppreference.com here。 .

可以在 Coliru 上找到上面的随机访问迭代器实现，以及使用简单 vector_view 类的演示。或 ideone.com .