具有子类容器的子类的非标准迭代器

时间：2015-03-09 21:59:57

标签： c++ inheritance iterator

抱歉这很长，但我无法弄清楚如何缩短它并仍然显示我问题的重要特征。

我问这个，即使我想出了如何做我想要的事情，但它需要以不与标准迭代器模式匹配的方式实现迭代器。我想问一下如何以更标准或更好的方式做到这一点的任何建议。

我有一个抽象的基类。它的任何子类都有一些对象集合。我想在基类中放入一些需要迭代集合中所有对象的公共代码。集合中的对象都将来自另一个抽象基类，但它们将是子类对象。可能存在来自多个子类的多个对象集合，并且集合可以是不同的集合类型。我真正想做的是这样的事情:(注意：这段代码不会编译。）

class CollectionObjectBase
{
public:

  virtual int someInterface(int x) = 0;
};

class MyObjectBase
{
public:

  class iterator
  {
  public:

    virtual CollectionObjectBase& operator*() = 0;

    virtual iterator& operator++() = 0;

    virtual bool operator!=(iterator& other) = 0;
  };

  virtual iterator begin() = 0;

  virtual iterator end() = 0;

  int processCollections()
  {
    iterator it;
    int      sum = 0;

    for(it = begin(); it != end(); ++it)
      {
        sum += (*it).someInterface(7);
      }

    return sum;
  }
};

然后我想要一些CollectionObjectBase和MyObjectBase的子类，如下所示：

class CollectionObject1 : public CollectionObjectBase { ... }
class CollectionObject2 : public CollectionObjectBase { ... }
class CollectionObject3 : public CollectionObjectBase { ... }

class MyObjectA : public MyObjectBase
{
public:

  std::map<int, CollectionObject1> someThings;
  std::vector<  CollectionObject2> otherThings;

  class iterator : public MyObjectBase::iterator
  {
  public:

    std::map<int, CollectionObject1>::iterator it1;
    std::vector<  CollectionObject2>::iterator it2;

    // Iterate first over it1 and then over it2.
    ...
  };

  virtual MyObjectBase::iterator begin()
  {
    return iterator(someThings.begin(), otherThings.begin());
  }

  virtual MyObjectBase::iterator end()
  {
    return iterator(someThings.end(), otherThings.end());
  }
};

class MyObjectB : public MyObjectBase
{
public:

  std::vector<CollectionObject1> someThings;
  std::set<   CollectionObject3> otherThings;

  class iterator : public MyObjectBase::iterator
  {
  public:

    std::vector<CollectionObject1>::iterator it1;
    std::set<   CollectionObject3>::iterator it2;

    // Iterate first over it1 and then over it2.
    ...
  };

  virtual MyObjectBase::iterator begin()
  {
    return iterator(someThings.begin(), otherThings.begin());
  }

  virtual MyObjectBase::iterator end()
  {
    return iterator(someThings.end(), otherThings.end());
  }
};

上述代码存在一些大问题。首先，MyObjectBase :: begin（）和MyObjectBase :: end（）不能返回MyObjectBase :: iterator，因为MyObjectBase :: iterator是一个抽象类，你不会想要，因为你真的想要一个MyObjectBase :: iterator的子类，它知道如何迭代MyObjectBase子类中的集合。您需要返回对MyObjectBase :: iterator的引用。

第二个问题来自MyObjectA :: iterator :: operator！=（）。你想做这样的事情：

virtual bool operator!=(iterator& other)
{
  return it1 != other.it1 || it2 != other.it2;
}

但要成为MyObjectBase :: iterator :: operator！=（）的重载，它必须采用MyObjectBase :: iterator＆amp;类型的参数。并且它没有成员it1和it2。我最好的想法我想解决这个问题是用函数atEnd（）替换operator！=（），因为在这段代码中它唯一被用来检测迭代器是否在最后，但它确实是非标准的。

最后，MyObjectA :: begin（）和MyObjectA :: end（）无法返回临时值。请记住，我们必须返回对指向MyObjectA :: iterator的MyObjectBase :: iterator的引用，而不是复制构造MyObjectBase :: iterator。我最好的想法我想解决这个问题就是用新的方式分配迭代器，当我这样做时，我需要返回一个指针，而不是一个引用，以便调用者可以删除它。所以这是我的最终代码。它工作并执行迭代器的功能，但它是非标准的。任何人都可以想到一种方法来使用符合标准模式的迭代器吗？

#include <map>
#include <vector>

class CollectionObjectBase
{
public:

  virtual int someInterface(int x) = 0;
};

class MyObjectBase
{
public:

  class iterator
  {
  public:

    virtual CollectionObjectBase& operator*() = 0;

    virtual iterator& operator++() = 0;

    virtual bool atEnd() = 0;
  };

  virtual iterator* begin() = 0;

  int processCollections()
  {
    iterator* it;
    int       sum = 0;

    for (it = begin(); !it->atEnd(); ++it)
      {
        sum += (**it).someInterface(7);
      }

    delete it;

    return sum;
  }
};

class CollectionObject1 : public CollectionObjectBase
{
public:

  virtual int someInterface(int x)
  {
    return x + 1;
  }
};

class CollectionObject2 : public CollectionObjectBase
{
public:

  virtual int someInterface(int x)
  {
    return x + 2;
  }
};

class MyObjectA : public MyObjectBase
{
public:

  std::map<int, CollectionObject1> someThings;
  std::vector<  CollectionObject2> otherThings;

  class iterator : public MyObjectBase::iterator
  {
  public:

    std::map<int, CollectionObject1>::iterator it1;
    std::map<int, CollectionObject1>::iterator it1End;
    std::vector<  CollectionObject2>::iterator it2;
    std::vector<  CollectionObject2>::iterator it2End;

    iterator(std::map<int, CollectionObject1>::iterator it1Init, std::map<int, CollectionObject1>::iterator it1EndInit,
             std::vector<  CollectionObject2>::iterator it2Init, std::vector<  CollectionObject2>::iterator it2EndInit) :
      it1(it1Init),
      it1End(it1EndInit),
      it2(it2Init),
      it2End(it2EndInit)
    {
      // Initialization handled by initialization list.
    }

    virtual CollectionObjectBase& operator*()
    {
      if (it1 != it1End)
        {
          return (*it1).second;
        }
      else
        {
          return *it2;
        }
    }

    virtual iterator& operator++()
    {
      if (it1 != it1End)
        {
          ++it1;
        }
      else
        {
          ++it2;
        }

      return *this;
    }

    virtual bool atEnd()
    {
      return it1 == it1End && it2 == it2End;
    }
  };

  virtual MyObjectBase::iterator* begin()
  {
    return new iterator(someThings.begin(), someThings.end(), otherThings.begin(), otherThings.end());
  }
};

有一个无用的问题＆＃39;回答。考虑Impl和Base的这些子类：

class MyImpl : public Base::Iterator::Impl {
public:
  MyImpl(std::vector<CollectionObjectSub>::iterator itInit) : it(itInit) {}
  CollectionObjectBase& operator*() { return *it; }
  void operator++() { ++it; }
//  bool operator==(Base::Iterator::Impl const &other) const { it == other.it; }
  bool operator==(MyImpl const &other) const { it == other.it; }
private:
  std::vector<CollectionObjectSub>::iterator it;
};

class Sub : public Base {
public:
  Iterator& begin() { return Iterator(new MyImpl(collection.begin())); }
private:
  std::vector<CollectionObjectSub> collection;
};

Sub包含一个向量，MyImpl包含一个向量迭代器。我想用impl_指向MyImpl来实例化一个Base :: Iterator。如果MyImpl :: operator ==采用MyImpl＆amp;那么它不会超载Base :: Iterator :: Impl :: operator ==，但如果需要Base :: Iterator :: Impl＆amp;那么即使它实际上是一个MyImpl，我也无法访问向量迭代器。

似乎我需要进行动态强制转换来获取MyImpl，这需要RTTI。我听说如果可能的话，避免使用RTTI。还有另一种方式吗？

1 个答案:

答案 0 :(得分：1)

因此，您希望按值返回迭代器，但其动态类型会根据您调用的begin / end的覆盖而有所不同？没问题 - 只需添加另一层间接。

class Base {
public:
  class Iterator {
  public:
    struct Impl {
      virtual ~Impl() {}
      virtual CollectionObjectBase& operator*() = 0;
      virtual void operator++() = 0;
      virtual bool operator==(Iterator::Impl const &other) const = 0;
    };
    Iterator() {}
    explicit Iterator(std::unique_ptr<Impl> &&i) : impl_(std::move(i)) {}
    Iterator(Iterator &&other) = default;

    CollectionObjectBase& operator*() { return **impl_; }
    Iterator& operator++() { ++*impl_; return *this; }
    bool operator==(Iterator const &other) const {
      return (!impl_ && !other.impl_) || (*impl_ == *other.impl_);
    }
  private:
    std::unique_ptr<Impl> impl_;
  };
  // ...

这使用指向impl （pimpl）的习惯用法为Base的每个具体子类赋予其Base::Iterator::Impl的具体子类，但仍允许你传递{ {1}}使用移动语义来转移值，以转移动态对象的所有权。

NB。我使两个默认构造的（nullptr）迭代器比较相等，因此您不需要为Base::Iterator创建一个真实实例。

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