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
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
其他回答
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。
另一个应用是侵入式列表。元素类型可以告诉列表它的next/prev指针是什么。所以列表不使用硬编码的名称,但仍然可以使用现有的指针:
// say this is some existing structure. And we want to use
// a list. We can tell it that the next pointer
// is apple::next.
struct apple {
int data;
apple * next;
};
// simple example of a minimal intrusive list. Could specify the
// member pointer as template argument too, if we wanted:
// template<typename E, E *E::*next_ptr>
template<typename E>
struct List {
List(E *E::*next_ptr):head(0), next_ptr(next_ptr) { }
void add(E &e) {
// access its next pointer by the member pointer
e.*next_ptr = head;
head = &e;
}
E * head;
E *E::*next_ptr;
};
int main() {
List<apple> lst(&apple::next);
apple a;
lst.add(a);
}
它是一个“指向成员的指针”——下面的代码说明了它的用法:
#include <iostream>
using namespace std;
class Car
{
public:
int speed;
};
int main()
{
int Car::*pSpeed = &Car::speed;
Car c1;
c1.speed = 1; // direct access
cout << "speed is " << c1.speed << endl;
c1.*pSpeed = 2; // access via pointer to member
cout << "speed is " << c1.speed << endl;
return 0;
}
至于你为什么要这样做,它给了你另一种间接的层次,可以解决一些棘手的问题。但说实话,我从未在自己的代码中使用过它们。
编辑:我想不出一个令人信服的使用指针成员数据。指向成员函数的指针可以在可插拔的体系结构中使用,但是在这么小的空间里生成一个例子再次让我感到挫败。以下是我最好的(未经测试)尝试-一个Apply函数,在应用用户选择的成员函数到对象之前,会做一些前后处理:
void Apply( SomeClass * c, void (SomeClass::*func)() ) {
// do hefty pre-call processing
(c->*func)(); // call user specified function
// do hefty post-call processing
}
c->*func周围的括号是必要的,因为->*操作符的优先级低于函数调用操作符。
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。
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。