为什么 reverse_iterator 双重定义它的嵌套类型？答案

【问题标题】：Why does reverse_iterator doubly define its nested types?为什么 reverse_iterator 双重定义它的嵌套类型？
【发布时间】：2015-05-20 11:08:14
【问题描述】：

似乎迭代器适配器reverse_iterator 双重定义了它的大部分嵌套类型。特别是，它公开继承自std::iterator，它公开了iterator_category、value_type、difference_type、pointer 和reference。除了iterator_category 和value_type，这些都在类定义中再次显式typedef'ed。

24.5.1.1 类模板 reverse_iterator [reverse.iterator]

namespace std {
template <class Iterator>
class reverse_iterator : public
     iterator<typename iterator_traits<Iterator>::iterator_category,
     typename iterator_traits<Iterator>::value_type,
     typename iterator_traits<Iterator>::difference_type,
     typename iterator_traits<Iterator>::pointer,
     typename iterator_traits<Iterator>::reference> {
public:
  typedef Iterator                                            iterator_type;
  typedef typename iterator_traits<Iterator>::difference_type difference_type;
  typedef typename iterator_traits<Iterator>::reference       reference;
  typedef typename iterator_traits<Iterator>::pointer         pointer;
  // ... rest of the class
};

问题：为什么要重复定义？这仅仅是为了说明，还是有更多的意义？为什么不重新定义iterator_category 和value_type？

【问题讨论】：

它也没有重新定义value_type。无论如何，这个问题很快就会变得没有意义，感谢LWG 2438。
@T.C.感谢您挖掘该博士。我更新了 Q。如果你把它作为答案，我会接受。
也许它与依赖名称查找有关？从iterator 继承的名称并非在所有情况下都可见，因为它是一个依赖基类。
@dyp 可能。我也从我的模板库中提取我使用的类型。
这可能归结为 dependent-name 的基础，这进一步意味着在编写 @ 的定义时，编写 pointer 比编写 typename iterator_traits<Iterator>::pointer 更容易987654339@.

标签： c++ iterator language-lawyer reverse-iterator iterator-traits

【解决方案1】：

一段时间以来，他们已经不再使用 std::iterator 作为基类，而是只指定每个迭代器必须定义正确的类型名称。

当他们在标准中指定基类时，这会限制实现以这种方式实现该类，即使唯一真正的意图是指定迭代器需要定义一些名称。特别是，您可以is_base_of 来确定@987654327@ 是否是std::reverse_iterator 的基类。不，没有什么是多态的，所以这样做非常愚蠢和毫无意义，但如果你这样做，当前的标准规定它必须返回 true。

看起来（在我看来）这或多或少是从（或多或少意外）需要使用std::iterator 作为基类的过程中的一个意外的中间点，并且只需指定名称必须在 std::reverse_iterator 中定义（当然还有其他各种迭代器）。

对于那些关心的人，它的历史包括：

N3931
Issue 2438

还有关于弃用 unary_function 和 binary_function 的相关讨论论文：

N3145
N3198

提供这些的原因与 std::iterator 大致相同（即，只是为了在派生类中提供一些 typedef），因此删除它们的原因与停止使用 std::iterator 作为基类相当相关。

【讨论】：

很难调用is_base_of<std::iterator, std::reverse_iterator>，因为两者都不是类型。 ;) 当我自己使用std::iterator 时，我倾向于引入我使用的定义，因为如果我自己是一个模板，我不能在内部使用它们（由于依赖名称查找）。
reverse_iterator的定义在C++03 IS中已经是这样了。
@dyp：考虑到 Google Groups 的状态，我不确定我能找到它，但我记得一个 Usenet 线程，似乎是在 1996 年左右，已经在争论这些是一个糟糕的主意，应该直接指定 typedef。
所以答案是多余的std::iterator<>，而不是课堂上的typedef。
@TemplateRex：是的，差不多。

【解决方案2】：

这更像是一种猜测，但所有那些多余的typedefs 声明了在reverse_iterator 的类主体规范中使用的类型。例如（C++03 IS）：

pointer operator->() const;
reference operator[](difference_type n) const;

由于iterator<..> 是一个依赖基类，因此不会搜索名称pointer 和reference。所以typedefing 这些名字使剩下的规范更简单：

typename iterator_traits<Iterator>::pointer operator->() const;
typename iterator_traits<Iterator>::reference operator[](typename iterator_traits<Iterator>::difference_type n) const;

另一方面，value_type 不会出现在类主体中，因此它不需要多余的typedef。

【讨论】：

当然，这并不能回答为什么首先要从 iterator 派生的问题。但是一旦给出，typedefs 就是为了方便起见的暗示。
operator[] 的返回类型在 C++14 IS 中未指定，顺便说一句。