寻找一种在 std::map 上自定义迭代器的方法答案

【问题标题】：looking for a way to customize an iterator on std::map寻找一种在 std::map 上自定义迭代器的方法
【发布时间】：2012-04-19 08:08:29
【问题描述】：

我在代码中使用 std::map 来存储数据。使用地图的迭代器访问和/或修改元素非常容易，但因为我确实需要抑制一些操作（如 ++、[] 等），我不知道这是否属实，但似乎很少文章建议不要直接继承 std::map ，所以我正在编写一个包装器。

class MyContainer
{
  private:
    std::map<int, int> data;

  public:
    int &operator[](int); // here we write the interface to control the behavior of accessing the data element
    void &operator++();
    void &operator--();
};

但这会导致另一个问题。实际上，我在代码中的任何地方都使用迭代器来访问/修改元素。但是map移到自定义类之后，我就不能再用主程序中的迭代器来处理数据了。有人建议写我自己的迭代器，但在阅读了几篇文章后，似乎人们建议通过继承 std::iterator 来定制我们自己的迭代器。这似乎很简单，但对我来说仍然太抽象了。我有两个疑问

1) 我要迭代地图，但我的包装器并不是真正的容器。为了控制地图元素上以下操作（++、-、[]）的行为，我应该让自定义迭代器引用 MyContainer 而不是 map。这似乎让我感到困惑，因为我们需要推进 map 但迭代器却引用了包装器。我不知道如何使它工作，有没有类似案例可以参考的例子？谢谢。

2) 我不希望代码直接访问地图元素，因此，我将包装器中的运算符定义为

int &operator[](int)

在上面的函数中，返回的引用取决于输入参数，也就是说，在某些情况下，它可能返回一个NULL引用而不是引用元素的东西。但是如果返回 NULL，下面的调用就不再有效了

data[3]++;

因为 data[3] 可以返回一个空引用。但是如何在更新元素之前检查返回的引用是否为空？

【问题讨论】：

没有“空引用”这样的东西。
如果我重写 operator[](int key) 以根据键输入返回 int *（指向地图元素的指针）。我可以返回 NULL 而不是元素的指针，对吧？那么为什么它不能为NULL呢？
指针可以为空。引用不能。
我认为你最好在访问器中进行边界检查。限制++ 等很复杂，更改[] 的返回类型会使您的容器看起来与其他标准库的完全不同。
void &operator++(); 无法编译。增加地图的语义是什么？

标签： c++ iterator

【解决方案1】：

我认为为元素的++ 运算符等实现特殊行为是多余的。对于迭代器上的递增和递减操作也是如此。我认为一个好的解决方案是简单地向[] 访问器添加边界检查，并在必要时抛出越界异常。因此，使用地图的begin() 和end() 方法，并为[] 添加边界检查：

class MyContainer
{
  private:
    std::map<int, int> data;
  public:
    typedef std::map<int, int> MapType;
    typedef MapType::iterator iterator;
    typedef MapType::const_iterator const_iterator;
    typedef MapType::reference reference;
  public:
    iterator begin() {return data.begin();}
    const_iterator begin() const { return data.begin();}
    // and so on ...
    reference operator[](size_t i) {
      if (data.size()<=i) { /* raise exception here */ }
      return data[i];
    }
    const reference operator[](int) const { /* same as above */}

};

这样做的好处是返回类型与标准库容器的返回类型相匹配。

【讨论】：

谢谢。我也考虑使用类似的代码。但在我的例子中，这段代码的主要问题是 operator[] 返回对数据元素的引用，而不是返回 MyContainer。所以有人可能会称它为 MyContainer[3]++，它会通过操作 ++ 直接增加 map 中的第 3 个元素。但我真正需要控制的是++操作本身。
@user1285419 我不确定我是否理解，但是如果您不希望人们能够通过 x[i]++ 增加容器的元素，那么您可以提供一个 const 版本仅限操作员。
谢谢。我为这个令人困惑的问题道歉。但是我要控制元素的访问的原因是我只允许人们修改非零值元素。例如，如果我们有一个如下的映射 (3, 2), (4, 1), (6, 0), (7, 3), (9, 0)。他们可以修改元素 (3,2)、(4, 1) 和 (7, 3)，但不能修改 (6, 0) 和 (9, 0)。因此，mycontainer[3]=4 和 mycontainer[4]++ 是有效的，但 mycontainer[6]++ 应该被禁止。似乎我们不能用上面的代码做到这一点，因为 operator[] 将返回对映射中值 @key 的引用，但我们不能重载 ++ 或 = 操作符以进行控制

【解决方案2】：

如果您需要对其进行迭代，您可以公开“地图”。否则，不提供迭代的接口，在里面做所有（需要迭代的）。

【讨论】：