std::map<K,V>::iterator 是否实例化 std::map<K,V>？答案

【问题标题】：Does std::map<K,V>::iterator instantiate std::map<K,V>?std::map<K,V>::iterator 是否实例化 std::map<K,V>？
【发布时间】：2019-07-30 14:20:28
【问题描述】：

我有这段代码，它适用于 GCC：

#include <map>

class Foo;
class Bar;

typedef std::map<Foo,Bar> MyMap;

MyMap::iterator i;

class Foo
{
    MyMap::iterator some_data;
};

当前设计的代码（这是令人不快的循环，是的，我坚持使用它）要求 map<Foo,Bar>::iterator 可用于 Foo 和 Bar。

之所以有效，是因为 GCC 库实现恰好不需要实例化映射的键类型来实例化迭代器。

这是有保证的吗？在定义映射迭代器类型时，该标准似乎有些放任自流。这段代码的可移植性如何？

【问题讨论】：

我将采用最新标准所说的任何内容。
与forward-declaration-of-objects-with-stl-containers相关
@Yakk-AdamNevraumont 你的意思是this 表示我的代码不符合标准吗？
typedef std::map<Foo,Bar> MyMap; 已经是非法的。
@Yakk-AdamNevraumont 为什么？那里没有实例化发生。

标签： c++ templates iterator stdmap c++-standard-library

【解决方案1】：

这会导致未定义的行为。

在声明MyMap::iterator i;中，MyMap需要是一个完整的类型，因此它被隐式实例化。然而Foo和Bar在这个实例化点上并不完整，所以根据[res.on.functions]/2行为是未定义的：

特别是在以下情况下效果是不确定的：

...

如果在实例化模板组件或评估概念时将不完整的类型 ([basic.types]) 用作模板参数，除非该组件特别允许。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以通过考虑std::map 是基于节点的容器这一事实来回避整个问题，因此其包含元素的节点具有稳定的地址。 IE。您可以使用普通指针而不是迭代器（当然，只要您不需要迭代器来传递给std::map 的成员函数）：

class Foo
{
    std::pair<Foo const, Bar>* some_data;
};

请注意，此处仅需要 Foo、Bar 和 std::pair<> 的声明来定义成员 some_data。

如果您使用boost::multi_index（在许多方面都优于std 关联容器），那么它具有非常有用的函数to_iterator，它可以引用元素并返回一个迭代器。

【讨论】：

这不只是将问题转移到std::pair 是否可以用不完整的类型实例化吗？
@user463035818 std::pair<> 未在 std::pair<>* 中实例化。就像您可以通过仅包含其前向声明 #include <iosfwd> 来声明和传递 std::ostream& 一样。