假设我有一个类层次结构，它有几个返回容器引用的virtual函数：
#include <vector>
#include <set>
#include <map>
#include <unordered_set>
#include <unordered_map>
class Interface {
public:
virtual const std::vector<int>& getArray() const = 0;
virtual const std::set<int>& getSet() const = 0;
virtual const std::map<int, int>& getMap() const = 0;
};
class SubclassA : public Interface {
public:
const std::vector<int>& getArray() const override { return _vector; }
const std::set<int>& getSet() const override { return _set; }
const std::map<int, int>& getMap() const override { return _map; }
private:
std::vector<int> _vector;
std::set<int> _set;
std::map<int, int> _map;
};
目前，只能在Interface类的任何子类中实际返回vector、set或map。然而，对于vector部分，我可以使用例如gsl::array_view来软化这种限制：
class Interface {
public:
virtual gsl::array_view<const int> getArray() const = 0;
virtual const std::set<int>& getSet() const = 0;
virtual const std::map<int, int>& getMap() const = 0;
};
class SubclassA : public Interface {
public:
gsl::array_view<const int> getArray() const override { return _vector; }
const std::set<int>& getSet() const override { return _set; }
const std::map<int, int>& getMap() const override { return _map; }
private:
std::vector<int> _vector;
std::set<int> _set;
std::map<int, int> _map;
};
class SubclassB : public Interface {
public:
gsl::array_view<const int> getArray() const override { return _array; }
// const std::set<int>& getSet() const override { return _set; }
// const std::map<int, int>& getMap() const { return _map; }
private:
std::array<int, 3> _array;
std::unordered_set<int> _set;
std::unordered_map<int, int> _map;
};
所以问题是，有没有array_view的替代品可以与其他容器类型一起使用？基本上，我想要的只是一个轻量级对象，我可以从一个函数返回该对象，该函数将充当某个容器的不可变视图，而无需指定特定的容器类型。对我来说，把std::set推到类似array_view的东西上甚至是有意义的，但支持的操作更少（例如，没有随机访问）。map显然是不同的野兽，需要不同的支持关联查找的view，但即使对于map，我认为有能力说出array_view<const std::pair<const int, int>>也是有用的。我是不是要求太多了？或者也许有合理的方法来实现这一点？或者甚至可能存在这种"视图"的现有实现？
附言：继承不是先决条件——我只是认为这是解决问题的最简单方法。
如果您只是在寻找一个类型擦除的范围，您可以查看boost::any_range:
using IntRange = boost::any_range<
int,
boost::forward_traversal_tag,
int,
std::ptrdiff_t>;
int sum(IntRange const& range) {
return std::accumulate(range.begin(), range.end(), 0);
}
int main()
{
std::cout << sum(std::vector<int>{1, 2, 3}) << std::endl; // OK, 6
std::cout << sum(std::set<int>{4, 5, 6}) << std::endl; // OK, 15
}
即使你试图滥用它：
sum(std::map<int, int>{})
错误信息并不可怕：
/usr/local/include/boost/range/detail/any_iterator_wrapper.hpp:40:60: error: invalid static_cast from type 'std::pair<const int, int>' to type 'int&'
return static_cast<Reference>(const_cast<T&>(x));
^
您可以为您的用例创建一个别名：
template <typename T>
using FwdImmutableRangeT = boost::any_range<T,
boost::forward_traversal_tag,
const T&, std::ptrdiff_t>;
并返回这些：
class Interface {
public:
virtual FwdImmutableRange<int> getArray() const = 0;
virtual FwdImmutableRange<const int> getSet() const = 0;
virtual FwdImmutableRange<std::pair<const int, int>> getMap() const = 0;
};
我不知道有一个，但一组给定接口的通用视图并不难写。您可以将类型擦除与手动vtable结合使用，以保持事物的自由分配。
存储一个pvoid和一个指向函数表的指针。每个函数都会擦除一个操作的类型依赖关系。
如果操作具有签名R(Args...)，则表中的擦除函数指针具有签名R(void*, Args...)。我使用无状态lambda在vtable工厂中编写它们，该工厂构造一个静态本地vtable并返回一个指向常量vtable的指针。
面向用户的类公开操作，并将它们转发给vtable。它有一个模板ctor，它将pvoid存储到传递的值，并从工厂获取特定类型的vtable。
您必须小心复制/移动视图类的ctor：模板ctor应防止SFINAE接受视图类实例。
令人讨厌的是，您要么必须为关联容器的工作方式定义新的语义，要么还需要键入擦除它们的迭代器。在视图中，因为迭代器被认为是类值的。这是矢量的一大优势，因为可以使用T*！
现在我想起来了，boost有类型擦除迭代器，可能还有关联容器的视图。
如果我们只想要"它在那里吗"功能（以及地图的"它是什么"），而不需要迭代，这很容易：
namespace details {
template<class K>
using exists = bool(*)(void*, K const&);
template<class K, class V>
using get = V(*)(void*, K const&);
template<class T>
struct setlike_vtable {
exists<T> pexists = 0;
template<class S>
static void ctor( setlike_vtable* table ) {
table->pexists = [](void* p, T const& k)->bool {
S*ps = static_cast<S*>(p);
return ps->find(k) != ps->end();
};
}
template<class S>
static setlike_vtable const* make() {
static const setlike_vtable retval = []{
setlike_vtable retval;
ctor<S>(&retval);
return retval;
}();
return &retval;
}
};
template<class K, class V>
struct maplike_vtable : setlike_vtable<K> {
get<K,V> pget = 0;
template<class S>
static void ctor( maplike_vtable* table ) {
setlike_vtable<K>::template ctor<S>(table);
table->pget = [](void* p, K const& k)->V {
S*ps = static_cast<S*>(p);
return ps->find(k)->second;
};
}
template<class S>
static maplike_vtable const* make() {
static const maplike_vtable retval = []{
maplike_vtable retval;
ctor<S>(&retval);
return retval;
}();
return &retval;
}
};
}
template<class T>
struct set_view {
details::setlike_vtable<T> const* vtable = 0;
void* pvoid = 0;
template<class U,
std::enable_if_t<!std::is_same<std::decay_t<U>, set_view>{}, int> =0
>
set_view(U&& u):
vtable( details::setlike_vtable<T>::template make<std::decay_t<U>>() ),
pvoid( const_cast<void*>( static_cast<void const*>( std::addressof(u) ) ) )
{}
set_view(set_view const&)=default;
set_view() = default;
~set_view() = default;
set_view& operator=(set_view const&)=delete;
explicit operator bool() const { return vtable; }
bool exists( T const&t ) const {
return vtable->pexists( pvoid, t );
}
};
template<class K, class V>
struct map_view {
details::maplike_vtable<K, V> const* vtable = 0;
void* pvoid = 0;
template<class U,
std::enable_if_t<!std::is_same<std::decay_t<U>, map_view>{}, int> =0
>
map_view(U&& u):
vtable( details::maplike_vtable<K,V>::template make<std::decay_t<U>>() ),
pvoid( const_cast<void*>( static_cast<void const*>( std::addressof(u) ) ) )
{}
map_view(map_view const&)=default;
map_view() = default;
~map_view() = default;
map_view& operator=(map_view const&)=delete;
explicit operator bool() const { return vtable; }
bool exists( K const&k ) const {
return vtable->pexists( pvoid, k );
}
V get( K const& k ) const {
return vtable->pget( pvoid, k );
}
};
请注意，如果不希望get按值返回，则通常需要map_view< Key, Value const& >。
活生生的例子。
通过访问进行迭代很容易，但需要对传入的访问者进行类型擦除（比如std::function）。通过迭代器进行迭代需要类型擦除的迭代器，而类型擦除的迭代器必须具有值语义。在这一点上，您最好窃取boost的实现。
现在提出的推论提供了解决问题的另一种方法；让类型被擦除的视图使用协程来实现枚举，而不是访问。
我敢打赌，上面的视图比boost::any_range稍快，因为由于设计原因，它需要做的工作较少。您可以通过将vtable移动到视图主体中的内联位置来加快速度，消除缓存未命中；对于较大类型的擦除，这可能会导致运行时内存膨胀，但上述类型的擦除视图在vtable中存储1-2个指针。将一个指针指向1-2个指针似乎很愚蠢。