我遇到了这个奇怪的代码片段,它编译得很好:
class Car
{
public:
int speed;
};
int main()
{
int Car::*pSpeed = &Car::speed;
return 0;
}
为什么c++有这个指针指向类的非静态数据成员?在实际代码中,这个奇怪的指针有什么用呢?
我遇到了这个奇怪的代码片段,它编译得很好:
class Car
{
public:
int speed;
};
int main()
{
int Car::*pSpeed = &Car::speed;
return 0;
}
为什么c++有这个指针指向类的非静态数据成员?在实际代码中,这个奇怪的指针有什么用呢?
当前回答
假设你有一个结构。在那个结构里面 *某种名字 *两个相同类型但含义不同的变量
struct foo {
std::string a;
std::string b;
};
好的,现在假设你在一个容器里有一堆foo:
// key: some sort of name, value: a foo instance
std::map<std::string, foo> container;
好吧,现在假设您从不同的源加载数据,但是数据以相同的方式呈现(例如,您需要相同的解析方法)。
你可以这样做:
void readDataFromText(std::istream & input, std::map<std::string, foo> & container, std::string foo::*storage) {
std::string line, name, value;
// while lines are successfully retrieved
while (std::getline(input, line)) {
std::stringstream linestr(line);
if ( line.empty() ) {
continue;
}
// retrieve name and value
linestr >> name >> value;
// store value into correct storage, whichever one is correct
container[name].*storage = value;
}
}
std::map<std::string, foo> readValues() {
std::map<std::string, foo> foos;
std::ifstream a("input-a");
readDataFromText(a, foos, &foo::a);
std::ifstream b("input-b");
readDataFromText(b, foos, &foo::b);
return foos;
}
此时,调用readValues()将返回一个“input-a”和“input-b”一致的容器;所有的键都将出现,带有a或b或两者都有的foo。
其他回答
使用指向成员的指针,我们可以编写这样的泛型代码
template<typename T, typename U>
struct alpha{
T U::*p_some_member;
};
struct beta{
int foo;
};
int main()
{
beta b{};
alpha<int, beta> a{&beta::foo};
b.*(a.p_some_member) = 4;
return 0;
}
我认为,只有当成员数据相当大(例如,另一个相当庞大的类的对象),并且您有一些外部例程,只对该类的对象引用起作用时,才会想要这样做。你不想复制成员对象,所以这让你可以传递它。
为了给@anon和@Oktalist的回答添加一些用例,这里有一份关于指向成员函数的指针和指向成员数据的阅读材料。
https://www.dre.vanderbilt.edu/~schmidt/PDF/C++-ptmf4.pdf
它使得以统一的方式绑定成员变量和函数成为可能。下面是Car类的示例。更常见的用法是绑定std::pair::first和::second,当在STL算法和Boost上使用时。
#include <list>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <boost/lambda/lambda.hpp>
#include <boost/lambda/bind.hpp>
class Car {
public:
Car(int s): speed(s) {}
void drive() {
std::cout << "Driving at " << speed << " km/h" << std::endl;
}
int speed;
};
int main() {
using namespace std;
using namespace boost::lambda;
list<Car> l;
l.push_back(Car(10));
l.push_back(Car(140));
l.push_back(Car(130));
l.push_back(Car(60));
// Speeding cars
list<Car> s;
// Binding a value to a member variable.
// Find all cars with speed over 60 km/h.
remove_copy_if(l.begin(), l.end(),
back_inserter(s),
bind(&Car::speed, _1) <= 60);
// Binding a value to a member function.
// Call a function on each car.
for_each(s.begin(), s.end(), bind(&Car::drive, _1));
return 0;
}
下面是我现在正在研究的一个现实世界的例子,来自信号处理/控制系统:
假设你有一些表示你正在收集的数据的结构:
struct Sample {
time_t time;
double value1;
double value2;
double value3;
};
现在假设你把它们放到一个向量中:
std::vector<Sample> samples;
... fill the vector ...
现在假设你想计算一个变量在一定范围内的某个函数(比如均值),你想把这个均值计算分解成一个函数。指向成员的指针使它变得简单:
double Mean(std::vector<Sample>::const_iterator begin,
std::vector<Sample>::const_iterator end,
double Sample::* var)
{
float mean = 0;
int samples = 0;
for(; begin != end; begin++) {
const Sample& s = *begin;
mean += s.*var;
samples++;
}
mean /= samples;
return mean;
}
...
double mean = Mean(samples.begin(), samples.end(), &Sample::value2);
注释编辑2016/08/05以获得更简洁的模板函数方法
当然,你可以用模板来计算任何前向迭代器和任何值类型的均值,这些值类型支持与自身相加和除以size_t:
template<typename Titer, typename S>
S mean(Titer begin, const Titer& end, S std::iterator_traits<Titer>::value_type::* var) {
using T = typename std::iterator_traits<Titer>::value_type;
S sum = 0;
size_t samples = 0;
for( ; begin != end ; ++begin ) {
const T& s = *begin;
sum += s.*var;
samples++;
}
return sum / samples;
}
struct Sample {
double x;
}
std::vector<Sample> samples { {1.0}, {2.0}, {3.0} };
double m = mean(samples.begin(), samples.end(), &Sample::x);
编辑-上面的代码具有性能影响
您应该注意,正如我很快发现的那样,上面的代码有一些严重的性能影响。总的来说,如果你在计算一个时间序列的摘要统计量,或者计算FFT等,那么你应该在内存中连续存储每个变量的值。否则,遍历该系列将导致检索到的每个值缓存失败。
考虑这段代码的性能:
struct Sample {
float w, x, y, z;
};
std::vector<Sample> series = ...;
float sum = 0;
int samples = 0;
for(auto it = series.begin(); it != series.end(); it++) {
sum += *it.x;
samples++;
}
float mean = sum / samples;
在许多体系结构上,一个Sample实例将填满一条缓存线。因此,在循环的每次迭代中,将从内存中取出一个样本到缓存中。缓存线中的4个字节将被使用,其余的将被丢弃,下一次迭代将导致另一个缓存丢失、内存访问等等。
这样做会更好:
struct Samples {
std::vector<float> w, x, y, z;
};
Samples series = ...;
float sum = 0;
float samples = 0;
for(auto it = series.x.begin(); it != series.x.end(); it++) {
sum += *it;
samples++;
}
float mean = sum / samples;
现在,当第一个x值从内存中加载时,接下来的三个x值也将加载到缓存中(假设适当的对齐),这意味着您不需要为接下来的三个迭代加载任何值。
通过在SSE2体系结构上使用SIMD指令,可以进一步改进上述算法。但是,如果这些值在内存中都是连续的,并且您可以使用一条指令一起加载四个样本(后续的SSE版本中会有更多),那么这些方法就会工作得更好。
YMMV -设计适合你的算法的数据结构。