Question

我正在编写一个简单的哈希映射类：

template <class K, class V> class HashMap;

实现非常正统：我有一个堆数组，当它变大时，它的大小会翻倍。该数组包含键/值对的小向量。

Vector<Pair<K, V> > *buckets;

我想以这样的方式重载下标运算符：

HashMap<int, int> m;
m[0] = 10; m[0] = 20;
m[2] = m[1] = m[0];

特别是

m[k] = v其中m不包含k，我想要添加一个新条目。
对于m[k] = v m包含k的{{1}}，我希望替换旧值。
在这两种情况下，我都希望作业返回v。

据推测，代码看起来像

V& operator[](K &key)
{
    if (contains(key))
    {
        // the easy case
        // return a reference to the associated value
    }
    else
    {
        Vector<Pair<K, V> > *buck = buckets + hash(k) % num_buckets;
        // unfinished
    }
}

我该如何处理未找到密钥的情况？如果可以的话，我宁愿避免将值复制到堆中。

我想我可以创建一个帮助类，它将赋值运算符和强制转换重载为V，但肯定有一个更简单的解决方案吗？

编辑：我没有意识到std :: map要求值类型具有零参数构造函数。我想我也会默认构造一个值。

Answer 1

如何处理未找到密钥的情况？

使用该键插入一个新元素，并返回对该新元素值的引用。实际上，您的伪代码变为等同于：

if (!contains(key))
    insert(Pair<K, V>(key, V()));
return reference_to_the_element_with_that_key;

这正是您的要求。您说“对于m[k] = v其中m不包含k，我想要添加一个新条目。”

Answer 2

我该如何处理未找到密钥的情况？

std::map创建一个新对象，并将其插入到地图中，并返回其引用。你也可以这样做。

或者，您可以像.NET地图抛出的方式一样抛出异常KeyNotFoundException。当然，您必须自己定义KeyNotFoundException，可能来自std::runtime_exception。

顺便说一下，作为一般规则，始终将operator[]配对为：

V &operator[](const K &key);
const V &operator[](const K &key) const;

只是为了保持正确性。 但是，如果您决定创建一个新对象并将其插入到地图中，则在找不到该密钥时，此规则在此处不适用，因为const版本在这种情况下没有意义。

请参阅此常见问题：

What's the deal with "const-overloading"?

Answer 3

听起来你想要的是一个“智能参考”，你不能在C ++中一般地实现，因为you cannot overload the dot operator（以及其他原因）。

换句话说，不是返回对V的引用，而是向V返回一个“智能引用”，它包含一个指向V的指针。该智能引用将operator=(const V &v)实现为{{1}只需要一个复制构造函数（不是零参数构造函数）。

问题是智能引用必须在所有其他方面表现得像实际引用。我不相信你可以用C ++实现它。

一个不太完美的解决方案是让构造函数采用V的“默认”实例来初始化新条目。它可以默认为this->p = new V(v)。

像这样：

V()

当V缺少零参数构造函数时，template<class K, class V> class HashMap { private: V default_val; public: HashMap(const V& def = V()) : default_val(def) { ... } ... };将无法编译;用户需要提供一个V对象，其值将在第一次访问密钥时返回。

这假设V有一个复制构造函数，当然。但是从你的例子来看，无论如何这似乎是一个要求。

Answer 4

简单的解决方案就像std::map那样：构建一个新条目，使用值类型的默认构造函数。这有两个缺点：您将无法在[]和{1}}上使用HashMap const 无法使用没有默认值的值类型实例化HashMap 构造函数。第一个或多或少隐含在规范中，这表示[]可能会修改地图。有几种解决方案对于第二个：最简单的可能是传递一个实例构造函数的“默认”值，它保存它，并使用它来复制构造新实例，例如：

template <typename Key, typename Value>
class HashMap
{
    //  ...
    Value m_defaultValue;
public:
    HashMap( ..., Value const& defaultValue = Value() )
        : ... , m_defaultValue( defaultValue )...

    Value& operator[]( Key& key )
    {
        //  ...
        //  not found
        insert( key, m_defaultValue );
        //  return reference to newly inserted value.
    }
};

或者，您可以让operator[]返回代理，例如：

template <typename Key, typename Value>
class HashMap::Helper  //  Member class of HashMap
{
    HashMap* m_owner;
    Key m_key;
public:
    operator Value&() const
    {
        if ( ! m_owner->contains( m_key ) )
            m_owner->createEntryWithDefaultValue( m_key );
        return m_owner->getValue( m_key );
    }
    Helper& operator=( Value const& newValue ) const
    {
        m_owner->insert( m_key, newValue );
        return *this;
    }
};

请注意，在某人的情况下，您仍然需要默认值写道：

v = m[x];

并且地图中不存在x。那些事情就像：

m[x].f();

不起作用。您只能复制整个值或分配给它。（鉴于此，在这种情况下，我宁愿选择第一种解决方案然而，在其他情况下，代理是唯一的解决方案，而我们不得不忍受它。）

在C ++中重载[]以返回左值

4 个答案: