我有一个自定义容器类,我想为它写iterator类和const_iterator类。

我以前从来没有这样做过,我也没有找到合适的操作方法。关于创建迭代器的指导原则是什么?我应该注意什么?

我还希望避免代码重复(我觉得const_iterator和iterator共享很多东西;一个应该子类化另一个吗?)

脚注:我很确定Boost有一些东西可以缓解这个问题,但由于许多愚蠢的原因,我不能在这里使用它。


当前回答

检查下面的代码,它工作

#define MAX_BYTE_RANGE 255

template <typename T>
class string
{
public:
    typedef char *pointer;
    typedef const char *const_pointer;
    typedef __gnu_cxx::__normal_iterator<pointer, string> iterator;
    typedef __gnu_cxx::__normal_iterator<const_pointer, string> const_iterator;

    string() : length(0)
    {
    }
    size_t size() const
    {
        return length;
    }
    void operator=(const_pointer value)
    {
        if (value == nullptr)
            throw std::invalid_argument("value cannot be null");
        auto count = strlen(value);
        if (count > 0)
            _M_copy(value, count);
    }
    void operator=(const string &value)
    {
        if (value.length != 0)
            _M_copy(value.buf, value.length);
    }
    iterator begin()
    {
        return iterator(buf);
    }
    iterator end()
    {
        return iterator(buf + length);
    }
    const_iterator begin() const
    {
        return const_iterator(buf);
    }
    const_iterator end() const
    {
        return const_iterator(buf + length);
    }
    const_pointer c_str() const
    {
        return buf;
    }
    ~string()
    {
    }

private:
    unsigned char length;
    T buf[MAX_BYTE_RANGE];

    void _M_copy(const_pointer value, size_t count)
    {
        memcpy(buf, value, count);
        length = count;
    }
};

其他回答

我偶然看到这篇文章,很惊讶这里没有提到一个简单的方法。使用std::iterator所描述的指向值的指针显然是一种非常通用的方法。但是你可以用一些更简单的方法。当然,这是一种简单的方法,可能并不总是足够的,但如果是的话,我将它发布给下一个读者。

类中的底层类型很可能是一个STL容器,它已经为你定义了迭代器。如果是这样的话,你可以简单地使用他们定义的迭代器,而不需要创建自己的迭代器。

这里有一个例子:

class Foo {

  std::vector<int>::iterator begin() { return data.begin(); }
  std::vector<int>::iterator end() { return data.end(); }

  std::vector<int>::const_iterator begin() const { return data.begin(); }
  std::vector<int>::const_iterator end() const { return data.end(); }


private:
  std::vector<int> data

};

我不知道Boost有没有什么有用的东西。

我喜欢的模式很简单:取一个模板参数,它等于value_type,无论是否有const限定。如果需要,还可以使用节点类型。然后,好吧,一切都有条不紊了。

只需要记住参数化(模板化)所有需要的东西,包括复制构造函数和operator==。在大多数情况下,const的语义将创建正确的行为。

template< class ValueType, class NodeType >
struct my_iterator
 : std::iterator< std::bidirectional_iterator_tag, T > {
    ValueType &operator*() { return cur->payload; }

    template< class VT2, class NT2 >
    friend bool operator==
        ( my_iterator const &lhs, my_iterator< VT2, NT2 > const &rhs );

    // etc.

private:
    NodeType *cur;

    friend class my_container;
    my_iterator( NodeType * ); // private constructor for begin, end
};

typedef my_iterator< T, my_node< T > > iterator;
typedef my_iterator< T const, my_node< T > const > const_iterator;

Choose type of iterator which fits your container: input, output, forward etc. Use base iterator classes from standard library. For example, std::iterator with random_access_iterator_tag.These base classes define all type definitions required by STL and do other work. To avoid code duplication iterator class should be a template class and be parametrized by "value type", "pointer type", "reference type" or all of them (depends on implementation). For example: // iterator class is parametrized by pointer type template <typename PointerType> class MyIterator { // iterator class definition goes here }; typedef MyIterator<int*> iterator_type; typedef MyIterator<const int*> const_iterator_type; Notice iterator_type and const_iterator_type type definitions: they are types for your non-const and const iterators.

参见:标准库参考

EDIT: std::iterator自c++ 17起已弃用。请在这里查看相关讨论。

检查下面的代码,它工作

#define MAX_BYTE_RANGE 255

template <typename T>
class string
{
public:
    typedef char *pointer;
    typedef const char *const_pointer;
    typedef __gnu_cxx::__normal_iterator<pointer, string> iterator;
    typedef __gnu_cxx::__normal_iterator<const_pointer, string> const_iterator;

    string() : length(0)
    {
    }
    size_t size() const
    {
        return length;
    }
    void operator=(const_pointer value)
    {
        if (value == nullptr)
            throw std::invalid_argument("value cannot be null");
        auto count = strlen(value);
        if (count > 0)
            _M_copy(value, count);
    }
    void operator=(const string &value)
    {
        if (value.length != 0)
            _M_copy(value.buf, value.length);
    }
    iterator begin()
    {
        return iterator(buf);
    }
    iterator end()
    {
        return iterator(buf + length);
    }
    const_iterator begin() const
    {
        return const_iterator(buf);
    }
    const_iterator end() const
    {
        return const_iterator(buf + length);
    }
    const_pointer c_str() const
    {
        return buf;
    }
    ~string()
    {
    }

private:
    unsigned char length;
    T buf[MAX_BYTE_RANGE];

    void _M_copy(const_pointer value, size_t count)
    {
        memcpy(buf, value, count);
        length = count;
    }
};

有很多好的答案,但我创建了一个模板标题,我使用它是相当简洁和易于使用。

要在类中添加迭代器,只需要编写一个小类,用7个小函数来表示迭代器的状态,其中2个是可选的:

#include <iostream>
#include <vector>
#include "iterator_tpl.h"

struct myClass {
  std::vector<float> vec;

  // Add some sane typedefs for STL compliance:
  STL_TYPEDEFS(float);

  struct it_state {
    int pos;
    inline void begin(const myClass* ref) { pos = 0; }
    inline void next(const myClass* ref) { ++pos; }
    inline void end(const myClass* ref) { pos = ref->vec.size(); }
    inline float& get(myClass* ref) { return ref->vec[pos]; }
    inline bool equals(const it_state& s) const { return pos == s.pos; }

    // Optional to allow operator--() and reverse iterators:
    inline void prev(const myClass* ref) { --pos; }
    // Optional to allow `const_iterator`:
    inline const float& get(const myClass* ref) const { return ref->vec[pos]; }
  };
  // Declare typedef ... iterator;, begin() and end() functions:
  SETUP_ITERATORS(myClass, float&, it_state);
  // Declare typedef ... reverse_iterator;, rbegin() and rend() functions:
  SETUP_REVERSE_ITERATORS(myClass, float&, it_state);
};

然后你可以像使用STL迭代器一样使用它:

int main() {
  myClass c1;
  c1.vec.push_back(1.0);
  c1.vec.push_back(2.0);
  c1.vec.push_back(3.0);

  std::cout << "iterator:" << std::endl;
  for (float& val : c1) {
    std::cout << val << " "; // 1.0 2.0 3.0
  }
  
  std::cout << "reverse iterator:" << std::endl;
  for (auto it = c1.rbegin(); it != c1.rend(); ++it) {
    std::cout << *it << " "; // 3.0 2.0 1.0
  }
}

我希望这能有所帮助。