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

我有兴趣知道这是如何正确的,但似乎工作作为一个滚动您自己的迭代器内部数据存储

template<typename T>
struct iterator_type
{
    using self_type             = iterator_type;
    using iterator_category     = std::random_access_iterator_tag;
    using difference_type       = std::ptrdiff_t;
    using value_type            = std::remove_cv_t<T>;
    using pointer               = T*;
    using reference             = T&;

    iterator_type( pointer ptr ) noexcept
        : _ptr{ ptr }
    {}

    reference operator*() noexcept { return *_ptr; }
    pointer operator->() noexcept { return _ptr; }

    self_type operator++() noexcept { ++_ptr; return *this; }
    self_type operator++(int) noexcept { self_type tmp = *this; ++_ptr; return tmp; }

    self_type operator--() noexcept { --_ptr; return *this; }
    self_type operator--(int) noexcept { self_type tmp = *this; --_ptr; return tmp; }

    bool operator==( const self_type &other ) const noexcept { return _ptr == other._ptr; }
    bool operator!=( const self_type &other ) const noexcept { return _ptr != other._ptr; }

private:
    pointer _ptr;
};


template<typename T>
using const_iterator_type = iterator_type<std::add_const_t<T>>;

然后我只是把这些添加到我的类,似乎工作如预期。

template<typename T>
class Container
{
public:
    using iterator               = iterator_type<T>;
    using const_iterator         = const_iterator_type<T>;
    using reverse_iterator       = std::reverse_iterator<iterator>;
    using const_reverse_iterator = std::reverse_iterator<const_iterator>;

...

    iterator begin() { return _begin; }
    iterator end() { return _begin + _size; }

    const_iterator cbegin() const { return _begin; }
    const_iterator cend() const { return _begin + _size; }

    reverse_iterator rbegin() { return reverse_iterator(_begin + _size); }
    reverse_iterator rend() { return reverse_iterator(_begin); }

    const_reverse_iterator crbegin() const { return const_reverse_iterator(_begin + _size); }
    const_reverse_iterator crend() const { return const_reverse_iterator(_begin); }

private:
    T*         _begin;
    size_t     _size;
    size_t     _capacity;
};

唯一的事情是,使它与std::cbegin(), std::rcbegin(), std::cend()和std::rcend()函数,我必须扩展std命名空间:

namespace std
{
    template<typename T>
    typename Container<T>::const_iterator cbegin( Container<T> &c ) { return c.cbegin(); }

    template<typename T>
    typename Container<T>::const_iterator cend( Container<T> &c ) { return c.cend(); }

    template<typename T>
    typename Container<T>::const_reverse_iterator crbegin( Container<T> &c ) { return c.crbegin(); }

    template<typename T>
    typename Container<T>::const_reverse_iterator crend( Container<T> &c ) { return c.crend(); }
}

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

};

他们经常忘记iterator必须转换为const_iterator,而不是相反。这里有一个方法:

template<class T, class Tag = void>
class IntrusiveSlistIterator
   : public std::iterator<std::forward_iterator_tag, T>
{
    typedef SlistNode<Tag> Node;
    Node* node_;

public:
    IntrusiveSlistIterator(Node* node);

    T& operator*() const;
    T* operator->() const;

    IntrusiveSlistIterator& operator++();
    IntrusiveSlistIterator operator++(int);

    friend bool operator==(IntrusiveSlistIterator a, IntrusiveSlistIterator b);
    friend bool operator!=(IntrusiveSlistIterator a, IntrusiveSlistIterator b);

    // one way conversion: iterator -> const_iterator
    operator IntrusiveSlistIterator<T const, Tag>() const;
};

在上面注意如何将IntrusiveSlistIterator<T>转换为IntrusiveSlistIterator<T const>。如果T已经是const,则此转换永远不会被使用。

Boost可以提供帮助:Boost。迭代器库。

更准确地说是本页:boost::iterator_adaptor。

非常有趣的是教程示例,它从头开始展示了一个自定义类型的完整实现。

template <class Value> class node_iter : public boost::iterator_adaptor< node_iter<Value> // Derived , Value* // Base , boost::use_default // Value , boost::forward_traversal_tag // CategoryOrTraversal > { private: struct enabler {}; // a private type avoids misuse public: node_iter() : node_iter::iterator_adaptor_(0) {} explicit node_iter(Value* p) : node_iter::iterator_adaptor_(p) {} // iterator convertible to const_iterator, not vice-versa template <class OtherValue> node_iter( node_iter<OtherValue> const& other , typename boost::enable_if< boost::is_convertible<OtherValue*,Value*> , enabler >::type = enabler() ) : node_iter::iterator_adaptor_(other.base()) {} private: friend class boost::iterator_core_access; void increment() { this->base_reference() = this->base()->next(); } };

正如前面提到的,要点是使用单个模板实现并对其进行类型定义。

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。