在 std::vector<T> 和 std::vector<unique_ptr<T>> 上均匀迭代

Question

我通常会遇到这样的情况：我引入一个抽象基类（称为Foo）来将不同子类的实例（称为Bar 和Baz）存储在一个容器中（例如std::vector<std::unique_ptr<Foo>>） .为了便于说明，我将这些示例类放在这里：

class Foo {
public:
    virtual int getId() const = 0;
};

class Bar : public Foo {
public:
    Bar(int id) : id_(id) {}
    int getId() const override { return id_; }
private:
    int id_;
};

class Baz : public Foo {
public:
    Baz(int id) : id_(id) {}
    int getId() const override { return id_; }
private:
    int id_;
};

如果我实现一个函数来迭代std::vector<std::unique_ptr<Foo>>，它看起来像

template<class InputIterator>
void printIds(InputIterator first, InputIterator last) {
    for (; first != last; ++first)
        std::cout << (*first)->getId() << std::endl;
}

但是，如果我还想允许迭代 homogeneous 类型的向量（例如，std::vector<Bar>）而不重写整个函数（或可能的其他类似类型的函数）怎么办？我看到了两种明显的可能性：

1) 实现功能

template<class Type>
const Type & dereference(const Type &value) {
    return value;
}

template<class Type>
const Type & dereference(const std::unique_ptr<Type> &value) {
    return *value;
}

替换

std::cout << (*first)->getId() << std::endl;

通过

std::cout << dereference(*first).getId() << std::endl;

2) 实现功能

template<class Type>
int getId(const Type &value) {
    return value.getId();
}

template<class Type>
int getId(const std::unique_ptr<Type> &value) {
    return value->getId();
}

替换

std::cout << (*first)->getId() << std::endl;

通过

std::cout << getId(*first) << std::endl;

选项 1) 似乎可以统一处理Type &（或const Type &）和std::unique_ptr<Type>（甚至Type * 或const Type *）类型的引用。但是，我还没有看到这在生产代码中被大量使用。这是避免代码重复的常见模式吗？还是有更好的方法来处理这个问题？

Answer 1

我会写get_ptr<T>。

get_ptr<T*> 如果失败则返回 nullptr。

如果传递了对可转换为T* 的引用，则返回它。

如果传递了对可转换为T& 的引用，它会返回一个指向它的指针。

否则，如果传递一个指针，如果指针为空则返回空，如果指针不为空则返回get_ptr<T>(*ptr)。

否则，如果x.get()返回一个指针，它就返回get_ptr<T>(x.get())。

现在printIds 写道：

template<class InputIterator>
void printIds(InputIterator first, InputIterator last) {
  for (; first != last; ++first)
    std::cout << get_ptr<Foo>(*first)->getId() << std::endl;
}

请注意，get_ptr 失败的可能性在这里相当明确。

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如果您不想硬编码类型 T，我们可以更进一步。

如果get_obj_ptr 传递了一个指向指针的指针，并且该指针不为空，它会取消引用该指针并递归。如果为 null，则返回 nullptr 强制转换为相同类型。

如果传递了一个 .get() 为其返回指针的类，它会在 get_obj_ptr(x.get()) 上递归。

否则，如果向get_obj_ptr(x) 传递一个指针，则返回x。

否则，如果 get_obj_ptr(x) 被传递一个左值，则返回 std::addressof(x)。

与您的代码不同，它承认失败的可能性。

template<class InputIterator>
void printIds(InputIterator first, InputIterator last) {
  for (; first != last; ++first)
    auto* ptr = get_obj_ptr(*first);
    if (ptr)
      std::cout << ptr->getId() << std::endl;
    else
      std::cout << "null object" << std::endl;
}

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作为一般规则，采用智能指针并假设它们永远不会为空是一个坏主意。