自定义 std::distance 实现

Question

我制作了“距离”模板函数来计算两个迭代器之间的距离。在函数中，我对情况进行了划分，一种用于随机访问迭代器，另一种用于随机访问迭代器。它可以很好地检测带有 iterator_traits 的迭代器的类型，但是我不能将此函数与双向迭代器一起使用。

这是我的距离函数

template <typename Iter>
ptrdiff_t distance(Iter first, Iter last)
{
    typedef typename std::iterator_traits<Iter>::iterator_category type;
    ptrdiff_t dist = 0;
    if (typeid(type) == typeid(std::random_access_iterator_tag)) {
        return last - first;
    }
    for (; first != last; ++first)
        dist++;
    return (dist);
}

这是我尝试测试的主要代码

int main(void)
{
    std::list<int> li;
    li.push_back(100);
    std::cout << ft::distance(li.begin(), li.end()) << std::endl;   
    return (0);
}

这是错误信息

./iterator.hpp:149:16: error: invalid operands to
      binary expression ('std::_List_iterator<int>' and
      'std::_List_iterator<int>')
                return (last - first);

我试图在没有“最后 - 第一个”的情况下制作距离函数，如下所示

template <typename Iter>
static ptrdiff_t subtract(Iter first, Iter last)
{
    return (last - first);
};

template <typename Iter>
ptrdiff_t distance(Iter first, Iter last)
{
    typedef typename std::iterator_traits<Iter>::iterator_category type;
    ptrdiff_t dist = 0;
    if (typeid(type) == typeid(std::random_access_iterator_tag)) {
        return subtract(first, last);
    }
    for (; first != last; ++first)
        dist++;
    return (dist);
}

但它仍然会产生同样的错误。我该如何解决这个问题？

Answer 1

您的问题是if (typeid(type) == typeid(std::random_access_iterator_tag)) 必须是if constexpr，这样您就不会尝试为非随机访问迭代器编译last - first，但if constexpr (typeid(type) == typeid(std::random_access_iterator_tag)) 不会编译。

不过，有一个example at cppreference（“第二版”）显示了另一种执行此操作的方法，如下所示：

if constexpr (std::is_base_of_v<std::random_access_iterator_tag, type>)
    return last - first;
else { ...

这一切都适用于 C++17 及更高版本。如果您正在寻找 C++14 或更早版本的解决方案，那么上面的链接还显示了如何通过标签调度（“第一个版本”）来完成。

Answer 2

标准库实现中的常用方法是使用迭代器标记来分派到特定的特化：

template <class Iter, class Tag>
std::ptrdiff_t distance_impl(Iter first, Iter last, Tag) {
    std::ptrdiff_t dist = 0;
    while (first != last) {
        ++dist;
        ++first;
    }
    return dist;
}

template <class Iter>
std::ptrdiff_t distance_impl(Iter first, Iter last, std::random_access_iterator_tag) {
    return last - first;
}

template <class Iter>
std::ptrdiff_t my_distance(Iter first, Iter last) {
    typedef typename std::iterator_traits<Iter>::iterator_category type;
    return distance_impl(first, last, type());
}

这比编写包含多个代码路径的函数要干净得多，这些代码路径可能是也可能不是编译版本的一部分。 （是的，constexpr if，我在看着你……）