如何让构造函数接受所有类型的迭代器？

Question

我正在创建一个自定义 Vector/ArrayList 类。但是我在创建构造函数的迭代版本时遇到了麻烦。以下代码有效，但问题是当我想像这样创建 ArrayList 时：

ArrayList arr(1, 5);

编译器不知道应该选择哪个版本的函数。

我该如何解决这个问题？

构造函数：

ArrayList(const size_type elem_amount, value_type elem) : arr_size { elem_amount }, arr_capacity{ elem_amount }
{
    array = std::uninitialized_fill_n(allocator.allocate(arr_size), arr_size, elem) - arr_size;
    first = array;
    last = array + arr_size - 1;
}


template<typename ITER>
ArrayList(ITER begin, ITER end) : arr_size{ static_cast<size_type>(end - begin) }, arr_capacity{ arr_size }
{
    std::uninitialized_copy(begin, end, array = allocator.allocate(arr_size));
    first = array;
    last = array + arr_size - 1;
}

Answer 1

使用 C++20，您可以使用概念

请注意，一些编译器开始支持 C++20 的新特性，包括概念：https://en.cppreference.com/w/cpp/compiler_support

因此，为了区分您的两个构造函数，在 C++20 中，您使用概念类型来限制允许的模板参数：

template<std::random_access_iterator ITER>
         // see comment by Nathan Oliver for using random_access_iterator 
ArrayList(ITER begin, ITER end)
: arr_size{ static_cast<size_type>(end - begin) }, arr_capacity{ arr_size }
{
    std::uninitialized_copy(begin, end, array = allocator.allocate(arr_size));
    first = array;
    last = array + arr_size - 1;
}

如果您想定义自己的概念（在这种情况下不需要，只是为了练习），您可以为 Iterator 定义一个概念：

template<typename ITER>
concept Iterator = requires {
    typename std::iterator_traits<ITER>::iterator_category;
};

或者，在这种情况下，使用 RandomAccessIterator：

template<typename ITER>
concept RandomAccessIterator = std::is_base_of_v <
    std::random_access_iterator_tag,
    typename std::iterator_traits<ITER>::iterator_category
>;

并使用同上，例如：

template<RandomAccessIterator ITER>
ArrayList(ITER begin, ITER end)  // ...

代码：https://godbolt.org/z/gBevvC

（请注意，RandomAccessIterator 应该是范围的一部分，但可以像上面一样自行实现）。

Answer 2

您需要做的是使用SFINAE 将模板限制为仅在模板类型被推断为迭代器类型时才起作用。由于您使用arr_size{ static_cast<size_type>(end - begin) } 来初始化size，这意味着您希望迭代器是随机访问的。我们可以使用std::iterator_traits 的iterator_category 进行检查，这样做会给你

template<typename ITER, 
         std::enable_if_t<std::is_base_of_v<typename std::iterator_traits<ITER>::iterator_category, 
                                            std::random_access_iterator_tag>, bool> = true>
ArrayList(ITER begin, ITER end) : arr_size{ static_cast<size_type>(end - begin) }, arr_capacity{ arr_size }
{
    std::uninitialized_copy(begin, end, array = allocator.allocate(arr_size));
    first = array;
    last = array + arr_size - 1;
}