遍历基类成员答案

【问题标题】：Iterating through base class member遍历基类成员
【发布时间】：2014-01-04 07:22:59
【问题描述】：

我有类似以下的东西：

#include <vector>
#include <iostream>

template<typename T>
class Vector {
private:
  std::vector<T> base;

public:
  Vector(const std::vector<T> vec) {base = vec;}

  T& operator[](const int& index) {return base[index];}
  std::vector<T> getBase() const {return base;}
};


class BigNum : public Vector<int>
{
public:
  BigNum(const std::vector<int> init) : Vector(init) {}
};


int main()
{
  int arr[] = {6,3,7,6,2};
  std::vector<int> v(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));

  BigNum num(v);

  for(auto it = num.getBase().begin(); it != num.getBase().end(); ++it)
    {
      std::cout << *it << " ";  // What's going on here??
    }

  std::cout << "\n";

  for(int i = 0; i < 5; ++i)
    {
      std::cout << num.getBase()[i] << " ";
    }

  std::cout << "\n";
}

这两个循环的输出是：

30134336 0 7 6 2 
6 3 7 6 2

这里发生了什么？第一个循环中的第一个数字（30134336）每次都会改变，但其余的数字都是一样的。提前致谢！

【问题讨论】：

为什么所有参数都标记为const，尽管是按值传递的？您是否试图确保代码尽可能低效？ :)

标签： c++ inheritance vector iterator

【解决方案1】：

 std::vector<T> getBase() const {return base;}

该函数返回存储的vector 的副本，因此您正在迭代 2 个（或每次迭代不同的vector）完全不同的向量，这些向量在创建后很快就被销毁了。大量未定义的行为。把函数改成

std::vector<T> const& getBase() const {return base;}

我会将您的课程改写为

template<typename T>
class Vector {
private:
  std::vector<T> base;

public:
  Vector(std::vector<T> vec)
  : base(std::move(vec))
  {}

  T& operator[](int index) {return base[index];}
  T const& operator[](int index) const {return base[index];}
  std::vector<T> const& getBase() const {return base;}
};


class BigNum : public Vector<int>
{
public:
  BigNum(std::vector<int> init) : Vector(std::move(init)) {}
};

而使用 C++11，您可以将向量初始化为

std::vector<int> v{6,3,7,6,2};

【讨论】：

谢谢！你为什么使用`std::move'，而不是像以前那样的赋值？
@David 你所做的是分配，它将源向量元素一个元素地复制到目标。 Moving 比这更有效。
不知道为什么我这么喜欢“大规模未定义行为”这个词 xD。抱歉，评论被宠坏了。
@Praetorian 另外，第二个const operator[] 需要什么？
@David 您发布的示例中并不真正需要它。但是假设您向BigNum 添加了一个const 成员函数，您需要在其中访问继承的operator[]，那么您将需要const 重载。

【解决方案2】：

num.getBase() 创建base 成员Vector 的副本。
num.getBase().begin() 为该副本创建一个迭代器。
分配auto it = num.getBase().begin() 后，由num.getBase() 创建的副本被销毁。这会使迭代器无效。
使用无效的迭代器是未定义的行为。任何事情都有可能发生。

您可以通过将Vector::getBase() 定义为

来解决此问题

const std::vector<T>& getBase() const { return base; }

这样，num.getBase() 将返回对原始 Vector::base 的引用，即副本的中间部分。您还必须使用std::vector::cbegin()，因为begin() 将允许您修改原始向量，这与const std::vector<T>& 返回类型相矛盾。

【讨论】：

谢谢，我刚刚更改了 getBase() 函数，因为它可以正常工作，但它仍然可以正常工作，而无需使用 cbegin()。我错过了什么吗？
@David vector::begin 有一个返回常量迭代器的重载。所以没有必要使用vector::cbegin（尽管这也可以）。如果您尝试使用迭代器修改向量元素，则更改 getBase() 后代码将失败；例如，循环内的*it = 0; 将无法编译。

【解决方案3】：

你正在调用一个 UB

因为 auto it = num.getBase().begin() 和 ,num.getBase().end() 是两个不同的向量迭代器。

你可以使用：

  auto v1= num.getBase();
  for(auto it = v1.begin(); it != v1.end(); ++it)
  {
      std::cout << *it << " "; 
  }

或者把getbase()改成

std::vector<T> const& getBase() const {return base;}

【讨论】：