的shared_ptr <T>到shared_ptr <T const>和矢量<T>到矢量<T const>

Question

我試圖定義我的軟件，這意味着並注意一些變量讀/寫訪問一個好的設計。我在這裏簡化了討論的計劃。希望這對其他人也有幫助。 :-)

比方說，我們有一個類X如下：

class X { 
    int x; 
public: 
    X(int y) : x(y) { } 
    void print() const { std::cout << "X::" << x << std::endl; } 
    void foo() { ++x; } 
}; 

我們也可以說，在未來這一類將與X1，X2，被繼承...可以重新實現print()和foo() 。 （我省略了需要virtual關鍵字爲簡單起見在這裏，因爲這不是我所面對的實際問題。）

因爲我們將用多態性研究，讓我們使用（智能）指針和定義一個簡單的工廠：

using XPtr = std::shared_ptr<X>; 
using ConstXPtr = std::shared_ptr<X const>; 

XPtr createX(int x) { return std::make_shared<X>(x); } 

到現在爲止，一切都很好：我可以定義goo(p)，它可以讀取和寫入p和hoo(p)，它只能讀取p。

void goo(XPtr p) { 
    p->print(); 
    p->foo(); 
    p->print(); 
} 

void hoo(ConstXPtr p) { 
    p->print(); 
// p->foo(); // ERROR :-) 
} 

而調用點看起來像這樣：

XPtr p = createX(42); 

    goo(p); 
    hoo(p); 

共享指針X（XPtr）被自動地轉換到其const版本（ConstXPtr）。很好，這正是我想要的！

現在來麻煩了：我需要一個異構集合X。我的選擇是std::vector<XPtr>。 （它也可能是list，爲什麼不）。

我想到的設計是以下幾點。我有兩個版本的容器：一個對其元素具有讀/寫訪問權限，另一個對其元素進行只讀訪問。

using XsPtr = std::vector<XPtr>; 
using ConstXsPtr = std::vector<ConstXPtr>; 

我有處理這個數據的類：

class E { 
    XsPtr xs; 
public: 
    E() { 
     for (auto i : { 2, 3, 5, 7, 11, 13 }) { 
      xs.emplace_back(createX(std::move(i))); 
     } 
    } 

    void loo() { 
     std::cout << "\n\nloo()" << std::endl; 
     ioo(toConst(xs)); 

     joo(xs); 

     ioo(toConst(xs)); 
    } 

    void moo() const { 
     std::cout << "\n\nmoo()" << std::endl; 
     ioo(toConst(xs)); 

     joo(xs); // Should not be allowed 

     ioo(toConst(xs)); 
    } 
}; 

的ioo()和joo()功能如下：

void ioo(ConstXsPtr xs) { 
    for (auto p : xs) { 
     p->print(); 
//  p->foo(); // ERROR :-) 
    } 
} 

void joo(XsPtr xs) { 
    for (auto p: xs) { 
     p->foo(); 
    } 
} 

正如你所看到的，在E::loo()和E::moo()我必須做一些轉換toConst()：

ConstXsPtr toConst(XsPtr xs) { 
    ConstXsPtr cxs(xs.size()); 
    std::copy(std::begin(xs), std::end(xs), std::begin(cxs)); 
    return cxs; 
} 

但是，這意味着遍地....複製的一切： -/

此外，在moo()，這是常量，我可以叫joo()將修改xs的數據。不是我想要的。在這裏，我寧願編譯錯誤。

完整的代碼在ideone.com。

問題是：是否有可能做到這一點，但沒有將矢量複製到它的const版本？或者更一般地說，是否有一種既高效又易於理解的良好技術/模式？

謝謝。 :-)

Answer 1

根據評論和答案，我最終創建了容器視圖。

基本上我定義了新的迭代器。我在github上創建一個項目：mantognini/ContainerView。

的代碼可能可以改善，但其主要思想是具有兩個模板類，View和ConstView，具有用於迭代底層容器上的begin()和end()方法現有容器（例如std::vector<T>）上。

通過一點點繼承（View是ConstView），它有助於在需要時將讀寫轉換爲只讀視圖，而無需額外的代碼。

由於我不喜歡指針，因此我使用模板特化來隱藏std::shared_ptr：在std::shared_ptr<T>的容器上的視圖不需要額外的解引用。 （我還沒有實現它的原始指針，因爲我沒有使用它們。）

Here is a basic example of my views in action.

Answer 2

我認爲通常的回答是，對於一個類模板X<T>，任何X<const T>可以專業，因此編譯器不允許簡單地假設它可以將指針或X<T>基準轉換爲X<const T>，並且有不是一般的表達方式，這兩者實際上是可轉換的。但是，然後我雖然：等等，有一種方式可以說X<T>IS AX<const T>。 IS A通過繼承來表達。

儘管這對std::shared_ptr或標準容器沒有幫助，但在實現自己的類時可能需要使用這種技術。事實上，我想知道std::shared_ptr和集裝箱是否可以/應該改進以支持這一點。任何人都可以看到這個問題嗎？

我心目中的技術將這樣的工作：

template< typename T > struct my_ptr : my_ptr< const T > 
{ 
    using my_ptr< const T >::my_ptr; 
    T& operator*() const { return *this->p_; } 
}; 

template< typename T > struct my_ptr< const T > 
{ 
protected: 
    T* p_; 

public: 
    explicit my_ptr(T* p) 
     : p_(p) 
    { 
    } 

    // just to test nothing is copied 
    my_ptr(const my_ptr& p) = delete; 

    ~my_ptr() 
    { 
     delete p_; 
    } 

    const T& operator*() const { return *p_; } 
}; 

Live example

Answer 3

有一個根本性的問題與你想要做什麼。

一個std::vector<T const*>不是std::vector<T*>的限制，而同樣是含有智能指針及其const版本vector真的。

具體而言，我可以在第一個容器中存儲指向const int foo = 7;的指針，但不是第二個。 std::vector既是範圍又是容器。它類似於T** vs T const**問題。

現在，在技術上std::vector<T const*> const是std::vector<T>的限制，但不支持。

解決此問題的一種方法是啓動workimg eith範圍視圖：非擁有其他容器的視圖。一個非擁有T const*迭代器視圖到std::vector<T *>是可能的，並且可以給你你想要的接口。

boost::range可以爲你做樣板，但是自己寫contiguous_range_view<T>或random_range_view<RandomAccessIterator>並不難。當你想要自動檢測迭代器類別並啓用基於此的功能時，它會變得很花哨，這就是爲什麼boost::range包含更多代碼。

Answer 4

Hiura，

我試圖從回購和g ++ 4.8編譯代碼返回了一些錯誤。 main.cpp中的更改：97，其餘行以lambda函數調用view :: create（）作爲第二個參數。 +加+

auto f_lambda([](view::ConstRef_t<view::ElementType_t<Element>> const& e) { return ((e.getX() % 2) == 0); }); 

std::function<bool(view::ConstRef_t<view::ElementType_t<Element>>)> f(std::cref(f_lambda)); 

+ MOD +

printDocument(view::create(xs, f)); 

也View.hpp：185需要額外的操作，即： +加+

bool operator==(IteratorBase const& a, IteratorBase const& b) 
{ 
    return a.self == b.self; 
} 

BR， 馬立克Szews