重载 -> 操作员通过代理转发成员访问

Question

我正在尝试将 Python PyObject* 包装在 Object 类中。 在 Python 中，一切都是PyObject*。 一个列表是一个PyObject*，列表中的每个项目本身就是一个PyObject*。 这甚至可能是另一个列表。 等等

我正在尝试通过代理模式 (here) 来允许 fooList[42] = barObj 样式语法。

现在我已经完成了这项工作，我想扩展它，以便 fooList[42] 可以用作 Object。具体来说，我希望能够处理...

fooList[42].myObjMethod()
fooList[42].myObjMember = ...

Object有很多方法，目前fooList[42].myObjMethod()会先将fooList[42]解析成Proxy实例，比如tmpProxy，然后再尝试tmpProxy.myObjMethod()。

这意味着我必须这样做

void Proxy::myObjMethod(){ return wrapped_ob.myObjMethod(); }

即通过Proxy手动中继Object的每个方法，这很难看。

我看不到任何完美的解决方案（请参阅上面的链接答案），但我很乐意使用：

fooList[42]->myObjMethod()

... 作为一种折衷方案，看到 -> 可以重载（而 . 不能）。

但是，我找不到任何有关重载 operator-> 的文档。

我最好的猜测是它必须返回一个指向某个对象的指针（比如pObj），而C++ 将调用pObj->whatever。

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以下是我尝试的实现。但是，我遇到了一个'获取 Object 类型的临时对象的地址'警告。

我有，在我的Object 类中：

const Object operator[] (const Object& key)     const { 
    return Object{ PyObject_GetItem( p, key.p ) }; 
}

注意'const Object&'会遇到'获取Object类型的临时对象的地址'警告。

class Proxy {
private:
    const Object& container;
    const Object& key;

public:
    // at this moment we don't know whether it is 'c[k] = x' or 'x = c[k]'
    Proxy( const Object& c, const Object& k ) : container{c}, key{k}
    { }

    // Rvalue
    // e.g. cout << myList[5] hits 'const Object operator[]'
    operator Object() const {
        return container[key];
    }

    // Lvalue
    // e.g. (something = ) myList[5] = foo
    const Proxy&  operator= (const Object& rhs_ob) {
        PyObject_SetItem( container.p, key.p, rhs_ob.p );
        return *this; // allow daisy-chaining a = b = c etc, that's why we return const Object&
    }

    const Object* operator->() const { return &container[key]; }
    // ^ ERROR: taking the address of a temporary object of type Object
};

这个想法是允许myList[5]->someMemberObj = ... 样式语法。

myList[5] 解析为Proxy 实例，它包装了Object（myList 的第六个元素）。我们就叫它myItem吧。

现在我希望someProxy->fooFunc() 或someProxy->fooProperty 分别调用myItem.fooFunc() 或myItem.fooProperty。

我遇到了一个'获取 Object 类型的临时对象的地址'警告。

Answer 1

经过几个小时的哄骗大肠杆菌，我有一个工作测试用例。

请参考：https://codereview.stackexchange.com/questions/75237/c11-proxy-pattern-for-supporting-obidx-someobjmember-type-acc

非常感谢 Jarod，他为 -> 重载提供了正确的语法和理解。

Answer 2

我发现您作为示例编写的 Proxy 类有点令人困惑，所以我冒昧地对其进行了一些更改： 这是一个简单的例子：

//object with lots of members:
class my_obj
{
public:
    std::string     m_text;

    void foo()
    {
        std::cout << m_text << std::endl;
    }
    void bar(std::string t)
    {
        m_text = t;
    }
};
//proxy object
class proxy_class
{
private:
    friend class CustomContainer;
    my_obj* px;

    proxy_class(my_obj * obj_px)
        :px(obj_px)
    {
    }
    proxy_class() = delete;
    proxy_class(const proxy_class &) = delete;
    proxy_class& operator =(const proxy_class &) = delete;
public:

    my_obj* operator ->()
    {
        return px;
    }
};
//custom container that is the only one that can return proxy objects
class CustomContainer
{
public:
    std::map<std::size_t, my_obj> stuff;

    proxy_class     operator [](const std::size_t index)
    {
        return proxy_class(&stuff[index]);
    }
};

示例用法：

CustomContainer cc;
cc[0]->foo();
cc[0]->bar("hello world");
cc[0]->foo();

作为设计考虑，代理类应该在受控环境中创建，这样构造函数就可以避免误用。

CustomContainer 必须只返回 proxy_class 并引用 my_obj 以便它可以使用任何东西，std::map、std::vector 等

Answer 3

如果您可以更改Object，您可以添加

class Object {
public:
    // other code
    const Object* operator -> () const { return this; }
    Object* operator -> () { return this; }
};

为了你的Proxy

Object operator->() { return container[key]; }

所以，例如

myObj[42]->myFoo = ...

基本上等同于

Proxy proxy = myObj[42];
Object obj = proxy.operator ->();
Object* pobj = obj.operator ->(); // so pobj = &obj;
pobj->myFoo = ...