关于 C++ 中的数组模板的问题答案

【问题标题】：Questions about an array template in C++关于 C++ 中的数组模板的问题
【发布时间】：2014-02-18 00:44:54
【问题描述】：

我正在参加一门课程，向我们介绍了一些软件模式，其中之一是迭代器模式，我们被要求用 C++ 实现它。几周前我们的教授给了我们一些示例代码，我想比我更好地理解它。首先我将发布代码：

template <class T_,std::size_t SIZE_>
class carray {
public:
typedef T_              value_type;
typedef std::size_t     size_type;
typedef T_ &            reference;
typedef T_ const &      const_reference;
typedef T_ *            pointer;
typedef T_ const *      const_pointer;
typedef T_ *            iterator;
typedef T_ const *      const_iterator;
typedef std::ptrdiff_t  difference_type;

typedef std::reverse_iterator<iterator> reverse_iterator;
typedef std::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;

// data store
value_type data[SIZE_];

size_type   size() const { return SIZE_; }
reference operator [] ( size_type idx ) { return data[idx]; }
const_reference operator [] ( size_type idx ) const { return data[idx]; }

reverse_iterator    rbegin() { return reverse_iterator( end() ); }
reverse_iterator    rend() { return reverse_iterator( begin() ); }
const_reverse_iterator  rbegin() const { return const_reverse_iterator( end() ); }
const_reverse_iterator  rend() const { return const_reverse_iterator( begin() ); }
const_reverse_iterator  crbegin() const { return const_reverse_iterator( end() ); }
const_reverse_iterator  crend() const { return const_reverse_iterator( begin() ); }

iterator    begin() { return data; }
iterator    end() { return data + SIZE_; }
const_iterator  begin() const { return data; }
const_iterator  end() const { return data + SIZE_; }
const_iterator  cbegin() const { return data; }
const_iterator  cend() const { return data + SIZE_; }

};

在这个模板中，我们的教授定义了一堆 typedef，其中一些有非常量和常量版本。首先，我想知道每个公共成员的目的是什么，其次，我想知道常量版本在定义数据结构模板的上下文中的目的是什么。

我还注意到一些成员函数被定义为“const”，我想知道这样做的目的是什么。

【问题讨论】：

标签： c++ arrays templates constants

【解决方案1】：

我想知道每个公共成员的目的是什么。

该类包含以下内容：

类型别名：从类中公开以供公众使用的类型信息。
- 非常量typedefs 是非const T 的类型别名。
- const 类型定义是 const T 的类型别名。
这些typedefs 很有用，因为该类的用户可能需要有关该类型的更多信息。通过使用类暴露的typedef，他可以获得这个。这是一个很好的例子——考虑我们有一个模板类型并且我们需要访问底层迭代器类型的情况。通过使用暴露的类型别名，我们可以访问它：
```
template<class Container>
void example(Container& c)
{
    typename Container::iterator begin = c.begin(),
    //       ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
                                 end   = c.end();
}
```
我想知道常量版本的目的是什么。

有时用户需要使用const 类型。因此，使用类提供的类型信息使这变得简单。

我还注意到一些成员函数被定义为“const”，我想知道这样做的目的是什么。

const 成员函数是不修改任何类数据成员的函数。

【讨论】：

谢谢。在这个例子中，我想知道为什么需要一个常量迭代器？为什么我们有两个 begin 函数返回一个 const 和 non-const 迭代器？
@CanadianCoder 我们永远不知道用户的意图。因此，我们为他们提供了两种选择。例如，如果用户想要使用 const carray 对象，那么他们需要 const 迭代器才能对其进行迭代。他们不能使用非const 版本来做到这一点。

【解决方案2】：

所有的 typedef 旨在促进这些类型的使用， std::size_t std::ptrdiff_t 只是无符号整数类型定义。 chech here 用于 reverse_iterator
为const版本函数的返回值定义的const变量，是为const obj提供的，查看here
定义为const的成员函数确保函数体中成员变量没有改变，检查here

【讨论】：

【解决方案3】：

为此，我认为你应该尝试使用这个模板，你可能真的知道它为什么需要这样的公共成员。
当我们使用这个模板对一些数据结构进行操作时，如果我们想修改一些数据，我们需要一个非常量版本。另一方面，如果我们想改变数据的价值，我们需要一个可以帮助我们保护数据的常量版本。
当您尝试对某些数据进行操作并且您不想修改成员数据时，常量函数可以为您提供帮助。

【讨论】：