我想创建一个实际使用固定密钥集的自定义地图,但其行为应该像std::map
。基本上我在内部使用数组并将键映射到索引,从而实现非常有效的查找。然而,我正在努力实现类似于std::map
迭代器的迭代器,因为我没有可以分发引用的内部std::pair
。
是否可以在保留std::map
接口,特别是迭代器的同时将其实现为零开销抽象?
operator*
可以提出的最好的方法是返回一个右值std::pair<key_type, mapped_type*>
,它基本上允许相同的操作,但不幸的是有不同的使用模式。
我也尝试了std::pair<key_type, boost::referene_wrapper<mapped_type>>
,但仍然不允许for(auto& elem : map)
,并且由于我不理解的原因,通常需要elem.second.get()
。
我很高兴使用boost或轻量级头库,如果有任何有用的用例。
为了说明这种情况,这里有一个最小的例子,其中的地图包含所有字母&#39; a&#39; - &#39; z&#39;。
using letter = char;
static const letter letter_begin = 'a';
static const letter letter_end = 'z' + 1;
template <typename T>
class letter_map
{
private:
using self = letter_map<T>;
template <typename IT, typename M>
class iterator_base : public std::iterator<std::input_iterator_tag, T>
{
public:
iterator_base(letter index, M& map) : index_(index), data_(map)
{
}
using self_iter = iterator_base<IT, M>;
IT operator*()
{
return IT(index_, &data_[index_]);
}
self_iter& operator++()
{
index_++;
return *this;
}
self_iter operator++(int)
{
self_iter tmp(*this);
operator++();
return tmp;
}
bool operator==(self_iter other) const
{
assert(&data_ == &other.data_);
return index_ == other.index_;
}
bool operator!=(self_iter other) const
{
return !(*this == other);
}
private:
letter index_;
M& data_;
};
public:
using key_type = letter;
using mapped_type = T;
using value_type = std::pair<const key_type, mapped_type*>;
using const_value_type = std::pair<const key_type, const mapped_type*>;
private:
static const size_t data_size = letter_end - letter_begin;
using container_type = std::array<mapped_type, data_size>;
public:
using iterator = iterator_base<value_type, self>;
using const_iterator = iterator_base<const_value_type, const self>;
public:
mapped_type& operator[](letter l)
{
return data_[l - letter_begin];
}
const mapped_type& operator[](letter l) const
{
return data_[l - letter_begin];
}
auto begin()
{
return iterator(letter_begin, *this);
}
auto end()
{
return iterator(letter_end, *this);
}
auto begin() const
{
return const_iterator(letter_begin, *this);
}
auto end() const
{
return const_iterator(letter_end, *this);
}
private:
container_type data_;
};
void print_string_letter_map(const letter_map<std::string>& lm)
{
for (auto elem : lm)
{
std::cout << elem.first << "->" << *(elem.second) << std::endl;
}
}
template<typename T>
class std_letter_map : public std::map<letter, T>
{
public:
std_letter_map()
{
for (letter l = letter_begin; l != letter_end; ++l) {
this->emplace(l, T());
}
}
};
void print_string_std_letter_map(const std_letter_map<std::string>& lm)
{
for (const auto& elem : lm)
{
std::cout << elem.first << "->" << elem.second << std::endl;
}
}
int main()
{
letter_map<std::string> lm;
// usually I would use auto& elem here
for (auto elem : lm) {
auto let = elem.first;
// usually this would be without the *
auto& str = *(elem.second);
str = std::string("foo ") + let;
}
print_string_letter_map(lm);
return 0;
}
答案 0 :(得分:2)
实现operator *
很简单 - 只需为const迭代器返回std::pair<const Key, Value&>
或..., Value const&>
,就像在这个简化示例中一样:
template <typename T>
class iterator_array_as_map
{
public:
iterator_array_as_map(T* array, int index)
: array(array), index(index)
{}
bool operator == (const iterator_array_as_map& other) const
{
return index == other.index;
}
bool operator != (const iterator_array_as_map& other) const
{
return index != other.index;
}
iterator_array_as_map& operator ++ ()
{
++index;
return *this;
}
auto operator * ()
{
return std::pair<const int, T&>(index, array[index]);
}
private:
T* array;
int index;
};
用法:
int main() {
int array[2] = {2, 4};
auto begin = iterator_array_as_map<int>(array, 0);
auto end = iterator_array_as_map<int>(array, 2);
for (auto it = begin; it != end; ++it)
{
std::cout << (*it).first << " " << (*it).second << std::endl;
}
(*begin).second = 7;
for (auto it = begin; it != end; ++it)
{
std::cout << (*it).first << " " << (*it).second << std::endl;
}
}
operator ->
有点困难 - 因为你必须返回需要模仿pointer to std::pair
的东西 - 但如果不介意动态内存碎片 - 你可以返回std::shared_ptr<std::pair<....>>
...
auto operator -> ()
{
return std::make_shared<std::pair<const int, T&>>(index, array[index]);
}
如果您不想使用动态内存 - 那么您可以尝试使用指向自身解决方案的指针:
template<typename data>
class pointer_to_data
{
public:
template<typename ...Arg>
pointer_to_data(Arg&&... arg)
: data{std::forward<Arg>(arg)...}
{}
Data* operator -> ()
{
return &data;
}
private:
Data data;
};
只需返回上面的内容而不是shared_ptr ...
请参阅此what-is-the-correct-way-of-using-c11s-range-based-for,“代理迭代器的特例”部分。如果for(auto&e:b)
是{1}},则无法定义b
。 std::vector<bool>
- 因为通常不可能引用临时,这个容器在这个意义上与你的容器类似,它具有“特殊”引用类型。
你可以尝试在你的迭代器中保留特殊成员来保持“返回值” - 但这会很麻烦 - 因此,我提出的解决方案存在的情况可能并不好。
答案 1 :(得分:0)
You could probably use zip_view from Eric Niebler's range library https://github.com/ericniebler/range-v3