在 stl 容器包装器中定义迭代器类型

Question

围绕 STL 容器编写包装类的正确方法是什么，它也是一个模板（可以接受泛型类型 T 作为元素）并允许我像直接使用 STL 容器一样使用迭代器？

我想做以下类型的事情

#include <list>
#include <iostream>

class MyClass{};

template<class T>
class Wrapper
{
    public:
        typename std::list<T>::iterator iterator;

        std::list<T> elements;
        iterator begin(){ return elements.begin(); };
        iterator end(){ return elements.end(); };
};

int main()
{
    Wrapper<MyClass> wrapper;

    for (Wrapper::iterator it = wrapper.begin(); it != wrapper.end(); ++it)
        std::cout<<"Hi"<<std::endl;
}

但是编译器说：

 error: ‘iterator’ in ‘class Wrapper<T>’ does not name a type

Answer 1

你有两个错误。

就像 Igor Tandetnik 在评论中所说，您的 iterator 是数据成员，而不是您案例的嵌套类型。

你必须在课堂上这样做：

typedef typename std::list<T>::iterator iterator;

或者，在 C++11 中：

using iterator = typename std::list<T>::iterator;

另外，您在main() 代码中使用了错误的iterator。应该是这样的：

Wrapper<MyClass>::iterator it = wrapper.begin()

或者，在 C++ 11 或更高版本中，您可以这样做：

for(const auto &element : wrapper) {
    ...
}

就个人而言，我更喜欢使用私有继承而不是封装。在我看来，公共继承意味着“IS A”关系，而私有继承意味着“在期限内实现”关系。

你可以这样做：

template<typename T>
class WrapperList : private List<T> {
    ... Your code that belongs to your wrapper
}

Answer 2

如果您想包装 std::list 并通过一些功能来丰富它，并且本质上还要在包装器中维护一些（或大部分）std::list 接口（作为迭代功能），那么有（在至少）两种可能性。

一个（组合）是在包装器中定义 begin()、end() 方法和迭代器类型，以便将它们传播到包含的结构，正如 Andrea Araldo 所建议的那样。

其中一个（私有继承）是利用私有继承，这在某些情况下非常方便。所需步骤：

• 私下派生自 std::list
• 实现包装器特定的方法，如果有的话（你需要在包装器中添加什么）
• 通过'using-declaration' (http://en.cppreference.com/w/cpp/language/using_declaration) 在包装接口中公开您感兴趣的 std::list 公共接口的方法和类型。

例如，在下面对这个意义上的提议的 sn-p (WrapperPrivInh) 进行了轻微修改。在这种情况下，std::list 的所有标准构造函数都可以在包装接口中免费使用。 此外，为了完整性，还提出了 WrapperCompos 变体，其中列表包含在包装器中，它公开了支持基于迭代器的循环所需的内容。在这种情况下，只有“默认元素数量”构造函数是从头开始重新定义的。

#include <list>
#include <iostream>

class MyClass
{ 
public:
    MyClass() { std::cout<<"(DEBUG)MyClass::default constructor\n"; }
};

template<class T>
class WrapperPrivInh : private std::list<T>
{
    public:
        using std::list<T>::iterator;  //for the iterator type
        using std::list<T>::begin;     // for the begin()
        using std::list<T>::end;       //  and end() methods
        using std::list<T>::list;      // for the constructors, if needed

        //std::list<T> elements;
        //iterator begin(){ return elements.begin(); };
        //iterator end(){ return elements.end(); };
};

template<class T>
class WrapperCompos 
{
    std::list<T> m_list;

    public:
        using iterator= typename std::list<T>::iterator;  //for the iterator type

        WrapperCompos(int const n) : m_list(n) { }

        iterator begin(){ return m_list.begin(); };
        iterator end(){ return m_list.end(); };
};


int main()
{
    {
        std::cout<<"Experiment with private inheritance"<<'\n';
        WrapperPrivInh<MyClass> wrapper(3);  // constructor witch builds N (3 here) MyClass default elements (derived "for free" from std::list)

        for(WrapperPrivInh<MyClass>::iterator it = wrapper.begin(); it != wrapper.end(); ++it)
            std::cout<<"Hi "<<&(*it)<<std::endl;
    }

    {
        std::cout<<"\nExperiment with private inheritance"<<'\n';
        WrapperCompos<MyClass> wrapper(3);  // constructor witch builds N (3 here) MyClass default elements (derived "for free" from std::list)

        for(WrapperCompos<MyClass>::iterator it = wrapper.begin(); it != wrapper.end(); ++it)
            std::cout<<"Hi "<<&(*it)<<std::endl;
        for( auto const& x : wrapper )  //range-for-loop syntax (from c++11)
            std::cout<<"Hi2 "<<&x<<std::endl;
    }
}

私有继承方法很有趣，可以轻松、正确地将包装结构的特征传播到包装器。例如，如果包装的结构与它们兼容，那么包装器可以很容易地与 std::algorithms 兼容，就像 std::list 一样。 希望这可以帮助。 最好的