自定义数组迭代器的取消引用运算符

Question

我正在练习为自定义类实现随机访问迭代器：

 template<typename T>
    class Array{
    friend class Iterator;
    private:
        std::unique_ptr<T[]> data;
        int front_index;
        //other variables
    public:
        class Iterator{
            friend class Array<T>;
        private:
            int position;
        public:
            Iterator(int pos) {position = pos; }
            //some other iterator functions
            template<typename T>
            T operator*(){
                return data[position];
            }
        };
        Iterator begin() const { return Iterator(front_index); }
        //other Array functions(insert, delete)
    };

但是当我调用这段代码时：

Array<int> a;
//insert some elements
Array<int>::Iterator iter1 = a.begin();
cout << "iterator is " << *iter1 << endl; 

它给出了以下错误：

C++ no operator matches these operands, operand types are: * Array<int>::Iterator 

似乎错误来自return data[position]; 行。如果我只写 return position 代码运行，但这不是我想要的（我希望当我取消引用时 ierator 返回特定位置的元素。感谢任何输入！

Answer 1

它给出了以下错误：

C++ no operator matches these operands, operand types are: * Array<int>::Iterator

似乎错误来自返回数据[位置]；线。如果我只写代码运行的返回位置，但这不是我想要的（我希望当我取消引用时 ierator 返回特定位置的元素。

不应该，因为这对解决 这个 错误没有任何帮助。不清楚你为什么会这样想。

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您的示例存在三个基本问题。一种是您有嵌套模板，其中内部模板参数隐藏了外部模板参数。这在 C++ 中是不允许的，导致如下错误：

error: declaration of template parameter 'T' shadows template parameter

简单的解决方案是为任何嵌套模板使用另一个名称。

另一个问题是您引用的问题。阅读错误消息进一步引导我们找到解决方案：

 error: no match for 'operator*' (operand type is 'Array<int>::Iterator')
   35 |     cout << "iterator is " << *iter1 << endl;
      |                               ^~~~~~
<source>:19:15: note: candidate: 'template<class T> T Array<T>::Iterator::operator*() [with T = T; T = int]'
   19 |             T operator*(){
      |               ^~~~~~~~
<source>:19:15: note:   template argument deduction/substitution failed:
<source>:35:32: note:   couldn't deduce template parameter 'T'
   35 |     cout << "iterator is " << *iter1 << endl;

编译器不知道要使用哪个模板参数，因为它不能从参数中推导出来，而且您没有指定任何参数。从技术上讲，这可以通过明确指定参数来解决：

<< iter1.operator*<int>()

但是，我质疑 为什么 间接运算符首先是模板？为什么不总是返回外部模板的T？我建议将其设为常规功能：

// not a template
T   // this is the outer template parameter
operator*(){

这些修复后可以看到第三个问题：

error: invalid use of non-static data member 'Array<int>::data'
   19 |                 return data[position];

这是您建议的更改“解决”的错误 - 从某种意义上说，程序变得结构良好。它只是没有做任何有意义的事情。

问题当然是迭代器没有成员data。一个典型的解决方案是存储一个指向数组元素的非拥有指针，而不仅仅是一个本身不能用于查找数组元素的位置：

T* data;

T operator*(){
    return *data;

事实上，由于指针是数组的迭代器，如果你懒惰，你可以简单地做而不是定义一个自定义类：

using Iterator = int*;

也就是说，自定义类可以让您在编译时捕获一些错误，所以这是一个很好的设计。