如何使用 const InputIterators 为通用容器编写函数？答案

【问题标题】：How to use const InputIterators to write a function for generic containers?如何使用 const InputIterators 为通用容器编写函数？
【发布时间】：2015-05-19 16:43:55
【问题描述】：

我正在尝试了解如何编写一个（独立）函数，该函数采用 const InputIterators 并在迭代容器中的每个元素时执行一些简单的操作。为简单起见，我正在考虑一个简单的打印函数，它将打印[first..last) 之间范围内的所有元素，但不允许该函数修改容器中的元素。到目前为止，这是我所得到的：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<list>

using namespace std;

template<class InputIterator>
void print(const InputIterator& first, const InputIterator& last)
{
  while (first != last) {
    cout << *first << " ";
    ++first;
  }
  cout << endl;
}


int main()
{
  vector<int> v;
  v.push_back(1);
  v.push_back(3);
  v.push_back(5);
  v.push_back(7);

  list<float> l;
  l.push_back(11.1);
  l.push_back(33.3);
  l.push_back(55.7);
  l.push_back(77.7);

  print(v.cbegin(), v.cend());
  print(l.cbegin(), l.cend());    
}

当我尝试编译代码时（使用带有 c++11 标志的 gcc4.7），我收到以下错误：

iterator.cpp: In instantiation of 'void print(const InputIterator&, const InputIterator&) [with InputIterator = __gnu_cxx::__normal_iterator<const int*, std::vector<int> >]':
iterator.cpp:32:29:   required from here
iterator.cpp:12:5: error: passing 'const __gnu_cxx::__normal_iterator<const int*, std::vector<int> >' as 'this' argument of '__gnu_cxx::__normal_iterator<_Iterator, _Container>& __gnu_cxx::__normal_iterator<_Iterator, _Container>::operator++() [with _Iterator = const int*; _Container = std::vector<int>; __gnu_cxx::__normal_iterator<_Iterator, _Container> = __gnu_cxx::__normal_iterator<const int*, std::vector<int> >]' discards qualifiers [-fpermissive]
iterator.cpp: In instantiation of 'void print(const InputIterator&, const InputIterator&) [with InputIterator = std::_List_const_iterator<float>]':
iterator.cpp:33:29:   required from here
iterator.cpp:12:5: error: passing 'const std::_List_const_iterator<float>' as 'this' argument of 'std::_List_const_iterator<_Tp>::_Self& std::_List_const_iterator<_Tp>::operator++() [with _Tp = float; std::_List_const_iterator<_Tp>::_Self = std::_List_const_iterator<float>]' discards qualifiers [-fpermissive]

我注意到，如果我删除了const 要求，将cbegin 和cend 分别替换为begin 和end，代码可以正常工作。有人可以指出我在这里缺少什么吗？

【问题讨论】：

first 被声明为 const，但你尝试修改它：++first;
你想要的是const_iterator而不是const iterator
按值传递迭代器。

标签： c++ c++11 stl iterator constants

【解决方案1】：

您需要按值传递迭代器：

template <class InputIterator>
void print(InputIterator first, InputIterator last)
{
    // as before
}

print 不会修改任何内容的合同是隐含的，因为您从未分配给*first。

您确实需要自己修改迭代器（以实际进行任何迭代），也就是说您不能通过const& 获取它们（否则，您首先必须复制它们再次） - 但修改迭代器与修改底层内容不同。

【讨论】：

我认为合约的名称为InputIterator，它是一个要读取的迭代器，而不是一个要写入的迭代器，存在OutputIterator。
@Nawaz 这不是真正的合同——它只是一个命名约定。如果我们有概念，你可以做template <InputIterator It>，那么是的。
@Nawaz 名称根本不重要——它只是模板类型的占位符。您可以用 T 替换它，答案仍然有效。我以前也不知道：P
@Barry：我知道这只是一个名字。但它告诉 external 世界它不会修改内容，尽管目前编译器无法在编译时强制执行此操作，以查看任何违规行为。它被命名为InputIterator 是有原因的，而不仅仅是Iterator。
@Barry 这是写下来的东西，作者 (A) 打算对另一方 (B) 提出的要求有特定含义，以及 A 打算对 B 做出承诺的东西如果 B 满足这些要求，A 将提供一个对 B 实际有用的功能。这与大多数其他称为合同的东西一样多。

【解决方案2】：

混淆似乎源于混合迭代器和迭代器指向的数据。

可以改变迭代器，同时保持指向的只读。

让我们将这些概念映射到原始指针：

int buffer[ARRAY_SIZE];

const int *ptr2c = &(buffer[0]);

对比

int * const cptr = &(buffer[0]);

考虑使用这些指针中的任何一个循环遍历 'buffer' 的元素。使用“ptr2c”，应该能够遍历数组；无法通过此变量修改数组元素。

另一方面，'cptr'，一个 const-pointer-to-int，允许你修改数组中指向的元素。但是，cptr 本身不能修改为指向任何其他位置。

映射回您的示例，“const InputIterator”使迭代器本身不可修改，这不是您想要的。这是粗略的，但是，您可以根据指针来可视化迭代器。当然，之后这些概念很快就会出现分歧。

【讨论】：