c – 具有复杂值类型的迭代器：与value_type和引用混淆

我想创建一个自定义迭代器包装器,例如,枚举：给定一对类型为T的迭代器,它将返回一个可迭代的类型std :: pair< const int,T&>,其中该对的第一个元素将取值0,1,2,依此类推.

我有一个问题,弄清楚什么应该是value_type和我的迭代器的引用.我想支持两种行为：

首先,引用基础序列的值：

for (auto& kv: enumerate(my_vec)) {
    kv.second = kv.first;
}

(有点std :: iota);

第二,制作价值的副本：

std::vector<int> a{10,20,30};
auto copy = *enumerate(a).begin();
a[0] = 15;
std::cout << copy.first << " " << copy.second; // 0 10

我很困惑应该是Iterator :: operator *()的返回类型.如果它是std :: pair< const int,T&>然后在第二个示例中,不会复制值.如果它是std :: pair< const int,则T>那么在第一个例子中,不可能引用基础值.我该怎么做以及这个迭代器的value_type,reference和pointer typedef应该是什么？

这是我尝试实现它.它支持获取引用但不支持复制.

template<typename T>
struct Iterator {
    using TT = typename std::iterator_traits<T>::value_type;

    using value_type = std::pair<const int,TT>;
    using reference = std::pair<const int&,typename std::iterator_traits<T>::reference>;
    using pointer = value_type*;
    using iterator_category = std::forward_iterator_tag;
    using difference_type = std::ptrdiff_t;

    std::pair<int,T> it;
    Iterator(T iterator) : it(0,iterator) {}
    bool operator==(const Iterator& other) const { return it.second == other.it.second; }
    bool operator!=(const Iterator& other) const { return it.second != other.it.second; }
    reference operator*() { return { it.first,*it.second }; }
    Iterator& operator++() { ++it.first; ++it.second; return *this; }
};

附：我刚刚检查过,boost :: adapters :: index遇到了同样的问题并且没有复制该值.

解决方法

这个问题类似于std :: vector< bool>,你想提供一个代理,它就像一个引用,但也支持值语义.

然而,有所不同的是,涉及的类型不受限制,涉及两个参考,并且弹出各种毛羽.以下是部分实现,它说明了您遇到的一些问题

#include<iterator>
#include<functional>

template<typename F,typename S,bool defined = true>
struct sfinae_difference_type {};

template<typename F,typename S>
struct sfinae_difference_type<F,S,std::is_same_v<typename std::iterator_traits<F>::difference_type,typename std::iterator_traits<S>::difference_type>>
{
    using difference_type = typename std::iterator_traits<F>::difference_type;
};

template<typename F,typename S>
class pair_iterator : sfinae_difference_type<F,S>
{
    using Fvalue_type = typename std::iterator_traits<F>::value_type;
    using Svalue_type = typename std::iterator_traits<S>::value_type;
    using Freference = typename std::iterator_traits<F>::reference;
    using Sreference = typename std::iterator_traits<S>::reference;

    F f;
    S s;

public:
    using value_type = std::pair<Fvalue_type,Svalue_type>;

    struct reference
    {
        Freference first;
        Sreference second;

        reference() = delete;
        reference(const reference& other) : first{other.first},second{other.second} {} 
        reference& operator=(const reference& rhs)
        {
            first = rhs.first;
            second = rhs.second;
            return *this;
        }
        operator value_type() { return {f,s}; }

    private:
        reference(Freference f,Sreference s) : first{f},second{s} {}
        friend pair_iterator;
    };

    struct pointer
    {
        // similar to reference
    };

    pair_iterator() = default;
    pair_iterator(const pair_iterator&) = default;
    pair_iterator(F f,S s) : f{f},s{s} {}
    pair_iterator& operator++() { ++f; ++s; return *this; }
    reference operator*() { return {*f,*s}; }
    pointer operator->() { return {f.operator->(),s.operator->()}; }
    bool operator==(const pair_iterator& other)
    {
        return f == other.f && s == other.s;
    }
};

然后你用它作为

#include<vector>
#include<list>
#include<iostream>

int main()
{
    std::vector v{1,3,4,5};
    std::list l{6,7,8,9,10};
    pair_iterator begin{v.begin(),l.begin()},end{v.end(),l.end()};
    for(; begin != end; ++begin)
        std::cout << begin->first << ' ' << begin->second << '\n';
}

Live

一些直接明显的问题：

>实施繁琐.有sfinae友好型别名和适当的代理需要丰富的样板.
>代理的语义可能令人困惑.复制/分配一个引用到另一个是什么意思？什么是自动is_this_a_copy = *它应该做什么？
>平等意味着什么？两个内部迭代器是否必须相等？这打破了与最终迭代器的比较.

所有这些必须被敲定以使其工作,并没有一个简单的答案.