我创建了一个集合，我想为其提供一个 STL 风格的随机访问迭代器。我正在四处寻找迭代器的示例实现，但没有找到。我知道[]和*运算符的 const 重载的需要。迭代器要成为“STL 风格”的要求是什么？还有哪些需要避免的其他陷阱（如果有的话）？
附加上下文：这是一个库，我不想引入任何对它的依赖，除非我真的需要。我编写了自己的集合，以便能够使用相同的编译器提供 C++03 和 C++11 之间的二进制兼容性（因此没有可能会破坏的 STL）。
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http://www.cplusplus.com/reference/std/iterator/有一个方便的图表，详细说明了 C++11 标准第 24.2.2 节的规范。基本上，迭代器具有描述有效操作的标签，并且标签具有层次结构。下面纯粹是象征性的，这些类实际上并不存在。
iterator {
iterator(const iterator&);
~iterator();
iterator& operator=(const iterator&);
iterator& operator++(); //prefix increment
reference operator*() const;
friend void swap(iterator& lhs, iterator& rhs); //C++11 I think
};
input_iterator : public virtual iterator {
iterator operator++(int); //postfix increment
value_type operator*() const;
pointer operator->() const;
friend bool operator==(const iterator&, const iterator&);
friend bool operator!=(const iterator&, const iterator&);
};
//once an input iterator has been dereferenced, it is
//undefined to dereference one before that.
output_iterator : public virtual iterator {
reference operator*() const;
iterator operator++(int); //postfix increment
};
//dereferences may only be on the left side of an assignment
//once an output iterator has been dereferenced, it is
//undefined to dereference one before that.
forward_iterator : input_iterator, output_iterator {
forward_iterator();
};
//multiple passes allowed
bidirectional_iterator : forward_iterator {
iterator& operator--(); //prefix decrement
iterator operator--(int); //postfix decrement
};
random_access_iterator : bidirectional_iterator {
friend bool operator<(const iterator&, const iterator&);
friend bool operator>(const iterator&, const iterator&);
friend bool operator<=(const iterator&, const iterator&);
friend bool operator>=(const iterator&, const iterator&);
iterator& operator+=(size_type);
friend iterator operator+(const iterator&, size_type);
friend iterator operator+(size_type, const iterator&);
iterator& operator-=(size_type);
friend iterator operator-(const iterator&, size_type);
friend difference_type operator-(iterator, iterator);
reference operator[](size_type) const;
};
contiguous_iterator : random_access_iterator { //C++17
}; //elements are stored contiguously in memory.
您可以专门std::iterator_traits<youriterator>化，或者将相同的 typedefs 放在迭代器本身中，或者继承自std::iterator（具有这些 typedefs）。我更喜欢第二种选择，以避免更改std命名空间中的内容，并且为了可读性，但大多数人都继承自std::iterator.
struct std::iterator_traits<youriterator> {
typedef ???? difference_type; //almost always ptrdiff_t
typedef ???? value_type; //almost always T
typedef ???? reference; //almost always T& or const T&
typedef ???? pointer; //almost always T* or const T*
typedef ???? iterator_category; //usually std::forward_iterator_tag or similar
};
请注意，iterator_category 应该是std::input_iterator_tag、std::output_iterator_tag、std::forward_iterator_tag、std::bidirectional_iterator_tag或之一std::random_access_iterator_tag，具体取决于您的迭代器满足哪些要求。根据您的迭代器，您可以选择专门化std::next、std::prev、std::advance和std::distance，但这很少需要。在极少数情况下，您可能希望专攻std::begin和std::end.
您的容器可能还应该有一个const_iterator，它是一个（可能是可变的）迭代器，用于与您的类似的常量数据，iterator除了它应该可以从 a 隐式构造iterator并且用户应该无法修改数据。它的内部指针通常是指向非常量数据的指针，并且具有iterator继承自const_iterator以最小化代码重复。
我在编写你自己的 STL 容器的帖子有一个更完整的容器/迭代器原型。
于 2011-11-08T17:49:45.873 回答
16
来自 Boost.Iterator的iterator_facade 文档提供了一个关于为链表实现迭代器的不错的教程。你能用它作为在你的容器上构建随机访问迭代器的起点吗？
如果不出意外，您可以查看提供的成员函数和 typedef，iterator_facade并将其用作构建自己的起点。
于 2011-11-08T17:18:51.080 回答
13
这是原始指针迭代器的示例。
您不应该使用迭代器类来处理原始指针！
#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>
#include <iterator>
#include <assert.h>
template<typename T>
class ptr_iterator
: public std::iterator<std::forward_iterator_tag, T>
{
typedef ptr_iterator<T> iterator;
pointer pos_;
public:
ptr_iterator() : pos_(nullptr) {}
ptr_iterator(T* v) : pos_(v) {}
~ptr_iterator() {}
iterator operator++(int) /* postfix */ { return pos_++; }
iterator& operator++() /* prefix */ { ++pos_; return *this; }
reference operator* () const { return *pos_; }
pointer operator->() const { return pos_; }
iterator operator+ (difference_type v) const { return pos_ + v; }
bool operator==(const iterator& rhs) const { return pos_ == rhs.pos_; }
bool operator!=(const iterator& rhs) const { return pos_ != rhs.pos_; }
};
template<typename T>
ptr_iterator<T> begin(T *val) { return ptr_iterator<T>(val); }
template<typename T, typename Tsize>
ptr_iterator<T> end(T *val, Tsize size) { return ptr_iterator<T>(val) + size; }
基于原始指针范围的循环解决方法。请纠正我，如果有更好的方法可以从原始指针创建基于范围的循环。
template<typename T>
class ptr_range
{
T* begin_;
T* end_;
public:
ptr_range(T* ptr, size_t length) : begin_(ptr), end_(ptr + length) { assert(begin_ <= end_); }
T* begin() const { return begin_; }
T* end() const { return end_; }
};
template<typename T>
ptr_range<T> range(T* ptr, size_t length) { return ptr_range<T>(ptr, length); }
和简单的测试
void DoIteratorTest()
{
const static size_t size = 10;
uint8_t *data = new uint8_t[size];
{
// Only for iterator test
uint8_t n = '0';
auto first = begin(data);
auto last = end(data, size);
for (auto it = first; it != last; ++it)
{
*it = n++;
}
// It's prefer to use the following way:
for (const auto& n : range(data, size))
{
std::cout << " char: " << static_cast<char>(n) << std::endl;
}
}
{
// Only for iterator test
ptr_iterator<uint8_t> first(data);
ptr_iterator<uint8_t> last(first + size);
std::vector<uint8_t> v1(first, last);
// It's prefer to use the following way:
std::vector<uint8_t> v2(data, data + size);
}
{
std::list<std::vector<uint8_t>> queue_;
queue_.emplace_back(begin(data), end(data, size));
queue_.emplace_back(data, data + size);
}
}
于 2016-09-29T09:53:41.843 回答
10
Thomas Becker 在这里写了一篇关于这个主题的有用文章。
之前在 SO 上也出现过这种（可能更简单）的方法：如何正确实现自定义迭代器和 const_iterators？
于 2011-11-08T17:47:57.763 回答
5
首先，您可以在此处查找各个迭代器类型需要支持的各种操作的列表。
接下来，当您创建了迭代器类时，您需要对其进行专门化std::iterator_traits并提供一些必要typedef的 s（如iterator_category或value_type），或者从 中派生它std::iterator，它为您定义了所需typedef的 s，因此可以与默认的 s 一起使用std::iterator_traits。
免责声明：我知道有些人不太喜欢cplusplus.com，但他们提供了一些非常有用的信息。
于 2011-11-08T17:48:02.150 回答
3
由于不同的原因（部分是教育，部分限制），我和你在同一条船上。我不得不重新编写标准库的所有容器，并且容器必须符合标准。这意味着，如果我用stl版本换掉我的容器，代码将同样工作。这也意味着我必须重新编写迭代器。
无论如何，我看了看EASTL。除了学习大量关于容器的知识之外，我一直使用stl容器或通过我的本科课程学习这些容器。主要原因是EASTL比stl更易读（我发现这仅仅是因为缺少所有的宏和直接的编码风格）。里面有一些令人讨厌的东西（比如#ifdefs 表示例外），但没有什么能让你不知所措。
正如其他人所提到的，请查看 cplusplus.com 关于迭代器和容器的参考。
于 2011-11-08T19:46:21.360 回答
3
我试图解决能够遍历几个不同的文本数组的问题，所有这些文本数组都存储在一个很大的内存驻留数据库中struct。
以下是在 MFC 测试应用程序上使用 Visual Studio 2017 社区版制定的。我将这个作为一个例子，因为这个帖子是我遇到的几个提供一些帮助但仍然不足以满足我的需求的帖子之一。
struct包含内存驻留数据的内容如下所示。为简洁起见，我删除了大部分元素，也没有包括使用的预处理器定义（使用的 SDK 用于 C 和 C++，并且是旧的）。
我感兴趣的是为各种WCHAR二维数组创建迭代器，其中包含用于助记符的文本字符串。
typedef struct tagUNINTRAM {
// stuff deleted ...
WCHAR ParaTransMnemo[MAX_TRANSM_NO][PARA_TRANSMNEMO_LEN]; /* prog #20 */
WCHAR ParaLeadThru[MAX_LEAD_NO][PARA_LEADTHRU_LEN]; /* prog #21 */
WCHAR ParaReportName[MAX_REPO_NO][PARA_REPORTNAME_LEN]; /* prog #22 */
WCHAR ParaSpeMnemo[MAX_SPEM_NO][PARA_SPEMNEMO_LEN]; /* prog #23 */
WCHAR ParaPCIF[MAX_PCIF_SIZE]; /* prog #39 */
WCHAR ParaAdjMnemo[MAX_ADJM_NO][PARA_ADJMNEMO_LEN]; /* prog #46 */
WCHAR ParaPrtModi[MAX_PRTMODI_NO][PARA_PRTMODI_LEN]; /* prog #47 */
WCHAR ParaMajorDEPT[MAX_MDEPT_NO][PARA_MAJORDEPT_LEN]; /* prog #48 */
// ... stuff deleted
} UNINIRAM;
当前的方法是使用模板为每个数组定义一个代理类，然后拥有一个迭代器类，该类可用于通过使用代表该数组的代理对象来迭代特定数组。
内存驻留数据的副本存储在一个对象中，该对象处理从/向磁盘读取和写入内存驻留数据。该类CFilePara包含模板化代理类（MnemonicIteratorDimSize及其派生的子类MnemonicIteratorDimSizeBase）和迭代器类MnemonicIterator。
创建的代理对象附加到迭代器对象，该迭代器对象通过基类描述的接口访问必要的信息，所有代理类都从该基类派生。结果是有一个单一类型的迭代器类，它可以与几个不同的代理类一起使用，因为不同的代理类都公开了相同的接口，即代理基类的接口。
首先是创建一组标识符，这些标识符将提供给类工厂以生成该类型助记符的特定代理对象。这些标识符用作用户界面的一部分，以识别用户有兴趣查看和可能修改的特定供应数据。
const static DWORD_PTR dwId_TransactionMnemonic = 1;
const static DWORD_PTR dwId_ReportMnemonic = 2;
const static DWORD_PTR dwId_SpecialMnemonic = 3;
const static DWORD_PTR dwId_LeadThroughMnemonic = 4;
代理类
模板化代理类及其基类如下。我需要容纳几种不同类型的wchar_t文本字符串数组。二维数组具有不同数量的助记符，具体取决于助记符的类型（目的），并且不同类型的助记符具有不同的最大长度，在 5 个文本字符和 20 个文本字符之间变化。派生代理类的模板自然适合需要每个助记符中最大字符数的模板。代理对象创建完成后，我们再使用该SetRange()方法指定实际的助记符数组及其范围。
// proxy object which represents a particular subsection of the
// memory resident database each of which is an array of wchar_t
// text arrays though the number of array elements may vary.
class MnemonicIteratorDimSizeBase
{
DWORD_PTR m_Type;
public:
MnemonicIteratorDimSizeBase(DWORD_PTR x) { }
virtual ~MnemonicIteratorDimSizeBase() { }
virtual wchar_t *begin() = 0;
virtual wchar_t *end() = 0;
virtual wchar_t *get(int i) = 0;
virtual int ItemSize() = 0;
virtual int ItemCount() = 0;
virtual DWORD_PTR ItemType() { return m_Type; }
};
template <size_t sDimSize>
class MnemonicIteratorDimSize : public MnemonicIteratorDimSizeBase
{
wchar_t (*m_begin)[sDimSize];
wchar_t (*m_end)[sDimSize];
public:
MnemonicIteratorDimSize(DWORD_PTR x) : MnemonicIteratorDimSizeBase(x), m_begin(0), m_end(0) { }
virtual ~MnemonicIteratorDimSize() { }
virtual wchar_t *begin() { return m_begin[0]; }
virtual wchar_t *end() { return m_end[0]; }
virtual wchar_t *get(int i) { return m_begin[i]; }
virtual int ItemSize() { return sDimSize; }
virtual int ItemCount() { return m_end - m_begin; }
void SetRange(wchar_t (*begin)[sDimSize], wchar_t (*end)[sDimSize]) {
m_begin = begin; m_end = end;
}
};
迭代器类
迭代器类本身如下。这个类只提供了基本的前向迭代器功能，这是目前所需要的。但是，我希望当我需要额外的东西时，这会改变或扩展。
class MnemonicIterator
{
private:
MnemonicIteratorDimSizeBase *m_p; // we do not own this pointer. we just use it to access current item.
int m_index; // zero based index of item.
wchar_t *m_item; // value to be returned.
public:
MnemonicIterator(MnemonicIteratorDimSizeBase *p) : m_p(p) { }
~MnemonicIterator() { }
// a ranged for needs begin() and end() to determine the range.
// the range is up to but not including what end() returns.
MnemonicIterator & begin() { m_item = m_p->get(m_index = 0); return *this; } // begining of range of values for ranged for. first item
MnemonicIterator & end() { m_item = m_p->get(m_index = m_p->ItemCount()); return *this; } // end of range of values for ranged for. item after last item.
MnemonicIterator & operator ++ () { m_item = m_p->get(++m_index); return *this; } // prefix increment, ++p
MnemonicIterator & operator ++ (int i) { m_item = m_p->get(m_index++); return *this; } // postfix increment, p++
bool operator != (MnemonicIterator &p) { return **this != *p; } // minimum logical operator is not equal to
wchar_t * operator *() const { return m_item; } // dereference iterator to get what is pointed to
};
代理对象工厂根据助记标识符确定创建哪个对象。创建代理对象，返回的指针是标准的基类类型，以便无论访问哪个不同的助记符部分都具有统一的接口。该SetRange()方法用于向代理对象指定代理所代表的具体数组元素以及数组元素的范围。
CFilePara::MnemonicIteratorDimSizeBase * CFilePara::MakeIterator(DWORD_PTR x)
{
CFilePara::MnemonicIteratorDimSizeBase *mi = nullptr;
switch (x) {
case dwId_TransactionMnemonic:
{
CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_TRANSMNEMO_LEN> *mk = new CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_TRANSMNEMO_LEN>(x);
mk->SetRange(&m_Para.ParaTransMnemo[0], &m_Para.ParaTransMnemo[MAX_TRANSM_NO]);
mi = mk;
}
break;
case dwId_ReportMnemonic:
{
CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_REPORTNAME_LEN> *mk = new CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_REPORTNAME_LEN>(x);
mk->SetRange(&m_Para.ParaReportName[0], &m_Para.ParaReportName[MAX_REPO_NO]);
mi = mk;
}
break;
case dwId_SpecialMnemonic:
{
CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_SPEMNEMO_LEN> *mk = new CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_SPEMNEMO_LEN>(x);
mk->SetRange(&m_Para.ParaSpeMnemo[0], &m_Para.ParaSpeMnemo[MAX_SPEM_NO]);
mi = mk;
}
break;
case dwId_LeadThroughMnemonic:
{
CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_LEADTHRU_LEN> *mk = new CFilePara::MnemonicIteratorDimSize<PARA_LEADTHRU_LEN>(x);
mk->SetRange(&m_Para.ParaLeadThru[0], &m_Para.ParaLeadThru[MAX_LEAD_NO]);
mi = mk;
}
break;
}
return mi;
}
使用代理类和迭代器
如下循环所示，使用代理类及其迭代器来填充CListCtrl具有助记符列表的对象。我正在使用std::unique_ptr，以便当我不再需要代理类并且std::unique_ptr超出范围时，将清理内存。
struct该源代码的作用是为其中与指定助记符标识符对应的数组创建一个代理对象。然后它为该对象创建一个迭代器，使用 rangedfor填充CListCtrl控件，然后进行清理。这些都是原始wchar_t文本字符串，可能恰好是数组元素的数量，因此我们将字符串复制到临时缓冲区中，以确保文本以零结尾。
std::unique_ptr<CFilePara::MnemonicIteratorDimSizeBase> pObj(pFile->MakeIterator(m_IteratorType));
CFilePara::MnemonicIterator pIter(pObj.get()); // provide the raw pointer to the iterator who doesn't own it.
int i = 0; // CListCtrl index for zero based position to insert mnemonic.
for (auto x : pIter)
{
WCHAR szText[32] = { 0 }; // Temporary buffer.
wcsncpy_s(szText, 32, x, pObj->ItemSize());
m_mnemonicList.InsertItem(i, szText); i++;
}
于 2018-11-11T22:06:37.850 回答
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现在是基于范围的 for 循环的键迭代器。
template<typename C>
class keys_it
{
typename C::const_iterator it_;
public:
using key_type = typename C::key_type;
using pointer = typename C::key_type*;
using difference_type = std::ptrdiff_t;
keys_it(const typename C::const_iterator & it) : it_(it) {}
keys_it operator++(int ) /* postfix */ { return it_++ ; }
keys_it& operator++( ) /* prefix */ { ++it_; return *this ; }
const key_type& operator* ( ) const { return it_->first ; }
const key_type& operator->( ) const { return it_->first ; }
keys_it operator+ (difference_type v ) const { return it_ + v ; }
bool operator==(const keys_it& rhs) const { return it_ == rhs.it_; }
bool operator!=(const keys_it& rhs) const { return it_ != rhs.it_; }
};
template<typename C>
class keys_impl
{
const C & c;
public:
keys_impl(const C & container) : c(container) {}
const keys_it<C> begin() const { return keys_it<C>(std::begin(c)); }
const keys_it<C> end () const { return keys_it<C>(std::end (c)); }
};
template<typename C>
keys_impl<C> keys(const C & container) { return keys_impl<C>(container); }
用法：
std::map<std::string,int> my_map;
// fill my_map
for (const std::string & k : keys(my_map))
{
// do things
}
这就是我一直在寻找的。但似乎没有人拥有它。
你得到我的强迫症代码对齐作为奖励。
作为一个练习，写你自己的values(my_map)
于 2019-12-18T00:39:16.283 回答