Question

我有一些类，由于各种原因超出了本讨论的范围，我无法修改（省略了无关的实现细节）：

class Foo { /* ... irrelevant public interface ... */ };

class Bar {
  public:
    Foo& get_foo(size_t index) { /* whatever */ }
    size_t size_foo() { /* whatever */ }
};

（我正在处理许多类似的'Foo'和'Bar'类，它们都是从其他地方生成的代码和我不想继承的东西等等。）

[编辑：澄清 - 尽管有许多类似的'Foo'和'Bar'类，但保证每个“外部”类都有getter和size方法。对于每个“外部”，只有getter方法名称和返回类型会有所不同，具体取决于它所包含的“内部”类型。

所以，如果我有包含Quux实例的Baz，那么会有Quux＆amp; Baz :: get_quux（size_t index）和size_t Baz :: size_quux（）。]

考虑到Bar类的设计，你不能轻易地在STL算法中使用它（例如for_each，find_if等），并且必须做必要的循环而不是采用功能性方法（我之所以喜欢后者的原因也是讨论的范围）：

Bar b;
size_t numFoo = b.size_foo();
for (int fooIdx = 0; fooIdx < numFoo; ++fooIdx) {
  Foo& f = b.get_foo(fooIdx);
  /* ... do stuff with 'f' ... */
}

所以...我从未创建过自定义迭代器，并且在阅读了S.O.上的各种问题/答案之后。关于iterator_traits等，我想出了这个（目前已经半生不熟）“解决方案”：

首先，自定义迭代器机制（注意：'function'和'bind'的所有用法来自MSVC9中的std :: tr1）：

// Iterator mechanism...
template <typename TOuter, typename TInner>
class ContainerIterator : public std::iterator<std::input_iterator_tag, TInner> {
  public:
    typedef function<TInner& (size_t)> func_type;

    ContainerIterator(const ContainerIterator& other) : mFunc(other.mFunc), mIndex(other.mIndex) {}

    ContainerIterator& operator++() { ++mIndex; return *this; }

    bool operator==(const ContainerIterator& other) {
      return ((mFunc.target<TOuter>() == other.mFunc.target<TOuter>()) && (mIndex == other.mIndex));
    }

    bool operator!=(const ContainerIterator& other) { return !(*this == other); }

    TInner& operator*() { return mFunc(mIndex); }

  private:
    template<typename TOuter, typename TInner>
    friend class ContainerProxy;

    ContainerIterator(func_type func, size_t index = 0) : mFunc(func), mIndex(index) {}

    function<TInner& (size_t)> mFunc;
    size_t mIndex;
};

接下来，我获得表示内部容器的开始和结束的有效迭代器的机制：

// Proxy(?) to the outer class instance, providing a way to get begin() and end()
// iterators to the inner contained instances...
template <typename TOuter, typename TInner>
class ContainerProxy {
  public:
    typedef function<TInner& (size_t)> access_func_type;
    typedef function<size_t ()> size_func_type;

    typedef ContainerIterator<TOuter, TInner> iter_type;

    ContainerProxy(access_func_type accessFunc, size_func_type sizeFunc) : mAccessFunc(accessFunc), mSizeFunc(sizeFunc) {}

    iter_type begin() const {
      size_t numItems = mSizeFunc();
      if (0 == numItems) return end();
      else return ContainerIterator<TOuter, TInner>(mAccessFunc, 0);
    }
    iter_type end() const {
      size_t numItems = mSizeFunc();
      return ContainerIterator<TOuter, TInner>(mAccessFunc, numItems);
    }

  private:
    access_func_type mAccessFunc;
    size_func_type mSizeFunc;
};

我可以通过以下方式使用这些类：

// Sample function object for taking action on an LMX inner class instance yielded
// by iteration...
template <typename TInner>
class SomeTInnerFunctor {
  public:
    void operator()(const TInner& inner) {
      /* ... whatever ... */
    }
};

// Example of iterating over an outer class instance's inner container...
Bar b; /* assume populated which contained items ... */
ContainerProxy<Bar, Foo> bProxy(
  bind(&Bar::get_foo, b, _1),
  bind(&Bar::size_foo, b));
for_each(bProxy.begin(), bProxy.end(), SomeTInnerFunctor<Foo>());

根据经验，此解决方案正常运行（减去编辑上述内容时我可能已经介绍的任何复制/粘贴或拼写错误）。

所以，最后，实际的问题：

我不喜欢调用者要求使用bind（）和_1占位符等。他们真正关心的是：外部类型，内部类型，外部类型获取内部实例的方法，外部类型获取计数内部实例的方法。

有没有办法以某种方式“隐藏”模板类主体中的绑定？我一直无法找到分别为类型和内部方法单独提供模板参数的方法......

谢谢！
大卫

Answer 1

您可以定义辅助模板结构，以隐藏与Foo和Bar交互的实际机制。然后专门针对每个容器：

// incomplete general case
template <typename TOuter> struct LegacyContainerTraits;

// Specialization for 'Bar'
template <> struct LegacyContainerTraits<Bar>
{
    // The inner type of 'Bar' is 'Foo'
    typedef Foo inner_type;

    static size_t get_size(Bar const& outer) {return outer.size_foo();}
    static Foo& get_element(Bar const& outer, size_t index) {
        return outer.get_foo(index);
    }
};

// Specialization for Baz
template <> struct LegacyContainerTraits<Baz>
{
    // The inner type of 'Baz' is 'Quux'
    typedef Quux inner_type;

    static size_t get_size(Baz const& outer) {return outer.size_quux();}
    static Quux& get_element(Baz const& outer, size_t index) {
        return outer.get_quux(index);
    }
};

然后在ContainerProxy / ContainerIterator中，您只需将引用/副本存储到容器中，然后调用LegacyContainerTraits的相应特化，而不是存储和使用函数。实际上，根本不需要ContainerProxy：

template <typename TOuter> class LegacyContainerIterator;
template <typename TOuter> LegacyContainerIterator<TOuter> begin(TOuter& );
template <typename TOuter> LegacyContainerIterator<TOuter> end(TOuter& );

template <typename TOuter>
class LegacyContainerIterator : 
    public std::iterator<std::random_access_iterator_tag,
                         typename LegacyContainerTraits<TOuter>::inner_type >
{
private:
    ...
    friend LegacyContainerIterator<TOuter> begin<TOuter>(TOuter& );
    friend LegacyContainerIterator<TOuter> end<TOuter>(TOuter& );
    LegacyContainerIterator(TOuter& containerRef, size_t index) ... {};
    ...

public:
    ...
    typename LegacyContainerTraits<TOuter>::inner_type& operator*() {
        return LegacyContainerTraits<TOuter>
            ::get_element(mContainerRef, mIndex);
    }
    ...
};

template <typename TOuter>
LegacyContainerIterator<TOuter> begin(TOuter& containerRef)
{
    return LegacyContainerIterator<TOuter>(containerRef, 0);
}

template <typename TOuter>
LegacyContainerIterator<TOuter> end(TOuter& containerRef)
{
    return LegacyContainerIterator<TOuter>(
               containerRef,
               LegacyContainerTraits<TOuter>::get_size(containerRef));
}

然后，您可以在循环或算法中相当容易地使用自由函数。即使在基于范围的for循环中：

Bar b=...;

for (auto it=begin(b); it!=end(b); ++it) {...}

for (auto f : b) {...}

std::for_each(begin(b), end(b), ...);

更加充实的版本：http://ideone.com/JA9hC

Answer 2

或者，如果它们具有可预测的签名，您可以始终将这些函数作为模板参数自带：

template <typename TOuter, typename TInner, 
          TInner& (TOuter::*getfunc)(size_t )>
class ContainerIterator
{
public:
    //...
    TInner& operator*() {return mContainerRef.*getfunc(mIndex);}
    //...
};

template <typename TOuter, typename TInner, 
          size_t (TOuter::*sizefunc)(),
          TInner& (TOuter::*getfunc)(size_t )>
class ContainerProxy
{
public:
    //...
    ContainerIterator<TOuter, TInner, getfunc> end() {
        return ContainerIterator<TOuter, TInner, getfunc>
                   (mContainerRef, 
                    mContainerRef.*sizefunc());
    }
    //...
};

int main()
{
   Bar b;
   ContainerProxy<Bar, Foo, &Bar::size_foo, &Bar::get_foo> proxy(b);
   std::for_each(proxy.begin(), proxy.end(), /*...*/);
}

或者更进一步（http://ideone.com/ulIC7）并通过将这些函数包装在std::function中来传递函数：

template <typename TOuter, typename TInner>
struct ContainerIterator : public std::iterator<std::input_iterator_tag, TInner>
{
    TOuter& mContainerRef;
    //...
    typedef std::function<TInner& (TOuter*, size_t)> getfunc_type;
    getfunc_type mGetfunc;

    ContainerIterator(TOuter& containerRef, size_t index, getfunc_type const& getFunc)
    /* ... */ {}
    TInner& operator*() {return mGetfunc(&mContainerRef, mIndex);}
    ContainerIterator<TOuter, TInner>& operator++() {++mIndex; return *this;}

    // ...
};

template <typename TOuter, typename TInner>
struct ContainerProxy
{
    TOuter& mContainerRef;

    typedef std::function<size_t (TOuter*)> sizefunc_type;
    sizefunc_type mSizefunc;

    typedef std::function<TInner& (TOuter*, size_t)> getfunc_type;
    getfunc_type mGetfunc;

    ContainerProxy(TOuter& containerRef, sizefunc_type sizefunc, getfunc_type getfunc)
    // ...
    {
    }

    // ...

    ContainerIterator<TOuter, TInner> end() const
    {
        return ContainerIterator<TOuter, TInner>(mContainerRef,
                                                 mSizefunc(&mContainerRef), 
                                                 mGetfunc);
    }
};

int main()
{
    Bar b=...;

    ContainerProxy<Bar, Foo> proxy(b, &Bar::size_foo, &Bar::get_foo); 
    std::for_each(proxy.begin(), proxy.end(), /*...*/);
}

Answer 3

这是Managu解决方案变体的完整实现。（我知道我没有实现获得真正的随机访问迭代器所需的所有必需的迭代器函数。实现其余部分是读者的练习。）。

#include <vector>
#include <iostream>
#include <iterator>

class Foo {
  public:
    Foo( int ii ) : i(ii) {}
    Foo() : i() {}
    int i;
};

class Bar {
  public:
    Bar() : f1(1), f2(2), f3(3) {}

    Foo& get_foo( size_t i ) {
      if(i==0) return f1;
      if(i==1) return f2;
      return f3;
    }

    size_t n_foo() const { return 3; }

    Foo f1;
    Foo f2;
    Foo f3;
};


template<
  typename INNER,
  typename OUTER,
  size_t(OUTER::*COUNTER)() const,
  INNER&(OUTER::*ACCESSOR)(size_t) >
class ContainerProxy {
  public:
    ContainerProxy( OUTER * o ) : outer(o) {}

    OUTER * outer;
    struct Iterator {
      typedef std::random_access_iterator_tag iterator_category;
      typedef INNER                      value_type;
      typedef ptrdiff_t                  difference_type;
      typedef INNER*                     pointer;
      typedef INNER&                     reference;

      ContainerProxy * container;
      size_t index;

      Iterator( ContainerProxy * c, size_t i ) : container(c), index(i) {}
      Iterator& operator++() { index++; return *this; } 
      INNER& operator*() { return (container->outer->*ACCESSOR)(index); }

      difference_type operator-( const Iterator other ) const { return index-other.index; }
    };

    Iterator begin() { return Iterator(this,0); }

    Iterator end() { return Iterator(this, (outer->*COUNTER)() ); }
};



int main() {
  Bar bar;
  ContainerProxy<Foo,Bar, &Bar::n_foo, &Bar::get_foo> container(&bar);

  std::vector<Foo> v(3);
  std::copy( container.begin(), container.end(), v.begin() );

  std::cout<<v[0].i<<std::endl;
  std::cout<<v[1].i<<std::endl;
  std::cout<<v[2].i<<std::endl;
}

通过自定义模板化迭代器调整非迭代容器以进行迭代

3 个答案: