我可以返回什么对每种类型的 <T> 都有效？

Question

我有一个简单的模板函数实现，用于从队列中返回前面的元素。

template<class T>
T Queue<T>::front(){  //Queue is a typical class implementation of queue
    if(head)          //head points to first element
        return head->data;   //head->data is of type T
    //else return -1  //I want to do something like this 
}

如果队列不为空，则返回第一个元素。我知道front() 可以在队列为空的情况下不返回任何内容而工作，但我想返回一些内容，以便我可以知道队列是否为空（以及摆脱编译器警告）。

问题- 当队列为空时，我可以返回什么？由于它的返回类型是 T，所以我不能为所有类型的 T 返回预定义的值（如 bool 或 int）。

Answer 1

对于每种类型的<T>，我可以返回什么有效？

C++ 标准库中使用的一个典型设计是返回一个迭代器。这个设计例如在find中使用。

另一个设计是返回一个引用。例如，这与 front 和 at 以及下标运算符一起使用。

问题-当队列为空时我可以返回什么？

在迭代器设计中，通常会将迭代器返回到最后一个元素之后的位置。

在参考案例中，您无法返回任何内容，因为没有可参考的内容。在这个设计中，有几种替代方案，标准库在不同的上下文中使用了一些替代方案：

• 记录函数的前提条件，即当容器为空时不能调用该函数。如果调用者违反了前置条件，那么程序的行为将是未定义的。这是标准库与front 和下标运算符一起使用的方法。
• 将这种情况视为错误。在 C++ 中设计错误处理的方法有很多，但典型的选择是抛出异常。这就是标准库在 at 的情况下所做的事情。

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另一种在标准库中没有太多使用的设计是返回std::optional<T>，并在空的情况下返回std::nullopt。

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我知道 front() 可以工作而不返回任何东西

这是一个潜在的误解。例如，您可以抛出而不是返回。或者您可以结束该过程。但是在没有return 或throw 的情况下让执行流出函数将导致未定义的行为。

Answer 2

你可以：

• 返回一个有条件为空的指针。
• 抛出异常。
• 记录它是未定义的行为。

取决于您的项目已有的约定。另一件事是您按值返回元素，这可能不是正确的调用。