如何为 const 模板参数定义复制构造函数？

Question

我正在创建自定义迭代器，但无法满足创建 const 迭代器并使用非const begin() 对其进行初始化的场景。根据 STL，这是合法的，可以用 std::string 来证明：

#include <string>

using namespace std;

int main() {
    string::iterator a;
    string::const_iterator b = a;

    return 0;
}

我不知道如何使它工作：

template<typename T>
class some_class {
};

int main() {
    some_class<int> a;

    // Works OK!
    const some_class<int> const_b = a;

    // error: conversion from 'some_class<int>' to non-scalar type 'const some_class<const int>'
    const some_class<const int> const_c = a;

    return 0;
}

更新

@ALEXANDER KONSTANTINOV 提供了一个解决方案，但它不能满足所有可能的 STL 测试用例。接下来我正在测试@Bo Persson 的建议。将构造函数更改为 const some_class<U>& other 将允许它编译，但随后 iterator a = const_iterator b 也会错误地为真。

#include <string>

using namespace std;

template<typename T>
class some_class {
public:
    some_class() {
    }

    template<typename U>
    some_class(some_class<U>& other) {
    }
};

namespace name {
    typedef some_class<int> iterator;
    typedef const some_class<const int> const_iterator;
}

int main() {
    string::iterator a;
    string::const_iterator b = a;
    const string::iterator c;
    string::iterator d = c;
    string::const_iterator e = c;

    name::iterator f;
    name::const_iterator g = f;
    const name::iterator h;
    name::iterator i = h;
    name::const_iterator j = h; // <- Error

    return 0;
}

更新

在构造函数中添加const 似乎有些混乱。这是一个测试用例：

// This is not allowed by the STL
//string::const_iterator _a;
//string::iterator _b = _a; // <- Error!

// This should NOT compile!
name::const_iterator _a;
name::iterator _b = _a;

Answer 1

首先 - 你不能假设 std::string::const_iterator 只是常规迭代器的“常量版本” - 就像这个 const std::string::iterator。

当您查看您的 STL 库实现时（这只是来自 gcc4.9.2 基本字符串的 STL 标头的示例）：

  typedef __gnu_cxx::__normal_iterator<pointer, basic_string>  iterator;
  typedef __gnu_cxx::__normal_iterator<const_pointer, basic_string>
                                                        const_iterator;

正如你所看到的 - 两个迭代器的不同之处在于返回指针值 - pointer 与 const_pointer - 就是这种情况 - “const iterator”不是不能改变的东西 - 而是返回 const 指针/的东西引用，因此您不能修改迭代器迭代的值。

所以 - 我们可以进一步调查，看看如何实现从非 const 版本到 const 版本的所需复制：

  // Allow iterator to const_iterator conversion
  template<typename _Iter>
    __normal_iterator(const __normal_iterator<_Iter,
          typename __enable_if<
           (std::__are_same<_Iter, typename _Container::pointer>::__value),
          _Container>::__type>& __i) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    : _M_current(__i.base()) { }

所以，基本上 - 此构造函数接受同一模板的任何实例 (__normal_iterator) - 但它具有 enable_if 闭包以仅允许 const 指针的实例。

我相信你也会这样做

1. 拥有真正的 const_iterator - 不仅仅是常规迭代器的 const 版本
2. 并且具有来自 const_iterator 的模板构造函数和 enable_if 限制，以禁止从任何东西构造（我的意思是从迭代器到 std::strings 的 int 上的迭代器）

---

根据你的例子：

#include <type_traits>

template<typename T>
class some_class {
public:
    some_class() {
    }

    template <typename U>
    using allowed_conversion_from_non_const_version = std::enable_if_t<std::is_same<std::remove_cv_t<T>,U>::value>;

    template<typename U, typename EnableIf = allowed_conversion_from_non_const_version<U>>
    some_class(const some_class<U>&) {
    }

    template<typename U, typename EnableIf = allowed_conversion_from_non_const_version<U>>
    some_class& operator = (const some_class<U>&) {
    }
};

从这个例子中可以看出两点：

1. 还需要赋值运算符
2. 您只能从非 const 版本启用到 const 版本 - 这是通过 enable_if/remove_cv 的组合实现的（remove_const 也可以 - 但为什么不构建 volatile 版本 - 无论如何cv 更短比const)

Answer 2

你应该为你的类定义一个模板拷贝构造函数

template<typename T>
class some_class {

public:
    template<typename U> friend class some_class;

    some_class()
    {
    }

    template<typename U>
    some_class(const some_class<U> &other)
    : data(other.data)
    {}

private:
    T* data;

};

int main() {
    some_class<int> a;

    // Works OK!
    const some_class<int> const_b = a;

    // error: conversion from 'some_class<int>' to non-scalar type 'const some_class<const int>'
    const some_class<const int> const_c = a;

    return 0;
}

Answer 3

复制构造函数应该有一个 const 引用并且这段代码会编译

some_class(const some_class<U>& other){}