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我正在编写一个实现双向链接树的类,我希望用户能够尽可能高效地遍历节点的所有子节点。
我省略了迭代中不涉及的所有内容。
class Tree
{
public:
static Tree& root(){ return *root_; }
//index-based iteration
inline unsigned int numChildren() const{ return childrenSize_; }
Tree& getChild(unsigned int index) const;
//iterator-based iteration
vector<unique_ptr<Tree>>::iterator children_begin(){
return children_.begin();
}
vector<unique_ptr<Tree>>::iterator children_end(){
return children_.end();
}
private:
vector<unique_ptr<Tree>> children_;
unsigned int childrenSize_;
Tree* parent_;
static unique_ptr<Tree> root_;
};
现在,我在这里看到两种可能性:
(假设 static unique_ptr<Tree> root
已经构建)
Tree& myTree = Tree::root();
for(int i = 0; i < myTree.numChildren(); ++i;){
Tree& child = myTree.getChild(i);
//do stuff with child
}
这看起来很直接而且很省事,因为用户无法访问底层结构。此外,没有太多开销,因为 children_
的长度-vector 会在树被修改时保存到一个变量中(请相信我)并且内联获取此长度的函数。
Tree& myTree = Tree::root();
for(vector<unique_ptr<Tree>>:iterator it = myTree.children_begin(); it < myTree.children_end(); ++it; ){
Tree& child = (*(*it));
//do stuff with child
}
这看起来既危险又丑陋,但我可以想象它会更快。我这里的问题是用户可以将 unique_ptr 移动到其他地方,我想尽可能地限制使用以避免结构的错误使用。
什么是更有效的方法,它到底有多大的不同?
PS:这是我在写这篇文章时想到的第三种方法,但我现在知道如何实现它了:
( : )
-循环for (Tree& child : Tree::root()){
//do stuff with child
}
语法方面,它看起来非常简单,但我不知道 for ( : )
是什么-loop 确实在内部执行(可能与迭代器一起工作,如果没有 Tree 上的 ->begin()
和 ->end()
函数将无法工作)。
附加问题:是否可以为我自己的类(class)实现这种模式?
最佳答案
根据@WojitekSurowka 的建议,我查看了 boost indirect iterator ,这似乎是一个不错的选择。但是,它似乎与 VS2013 一起工作得不太好,所以我不得不自己编写一个迭代器,这并不像我最初想象的那么难。
根据 this reference,这使我能够充分利用 for ( : )
循环正如@JoachimPileborg 发布的那样。但是请注意,我的解决方案使用了一个完全自定义的迭代器,它不是从任何 STL vector 派生的,因此不能保证正确地处理所有 STL 操作。
class Tree;
class TreeIterator
{
public:
TreeIterator(std::vector<unique_ptr<Tree>>::iterator& pos) :
pos_(pos)
{};
bool operator==(const TreeIterator& rhs) { return pos_ == rhs.pos_; }
bool operator!=(const TreeIterator& rhs) { return pos_ != rhs.pos_; }
bool operator<=(const TreeIterator& rhs) { return pos_ <= rhs.pos_; }
bool operator>=(const TreeIterator& rhs) { return pos_ >= rhs.pos_; }
bool operator<(const TreeIterator& rhs) { return pos_ < rhs.pos_; }
bool operator>(const TreeIterator& rhs) { return pos_ > rhs.pos_; }
void operator ++(){ ++pos_; }
//this is the most important thing!!!
Tree& operator*(){
return **pos_; //double-dereferencing
}
private:
std::vector<unique_ptr<Tree>>::iterator pos_;
};
class Tree
{
public:
static Tree& root(){ return *root_; }
//regular begin and end functions for iterators, used by the `for( : )`-loop
TreeIterator& begin(){
return *(beginIter_ = std::move(unique_ptr<TreeIterator>(new TreeIterator(children_.begin()))));
}
TreeIterator& begin(){
return *(endIter_ = std::move(unique_ptr<TreeIterator>(new TreeIterator(children_.end()))));
}
private:
vector<unique_ptr<Tree>> children_;
Tree* parent_;
unique_ptr<TreeIterator> beginIter_;
unique_ptr<TreeIterator> endIter_;
static unique_ptr<Tree> root_;
};
所以现在我可以执行以下操作:
for(Tree& child : Tree::root()){
//do stuff with child
}
太棒了!
关于c++ - 如何最有效地迭代私有(private)成员 std::vector?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/22958475/
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我是一名优秀的程序员,十分优秀!