使用可变参数模板的多键映射

Question

我正在尝试使用 C++ 中的可变参数模板实现具有不同访问键的映射。我想要的是使这样的语法工作：

MultikeyMap<int, double, float> map1; // int and double are keys, float is value type 
map1[ 2 ] = 3.5;
map1[ 5.7 ] = 22;

MultikeyMap<unsigned long long, int, float, double, int> map2; // more keys, int is value type
map2[100000000000ULL] = 56;

// etc...

我现在的样子：

template<class V, class... Krest>
class MultikeyMap;

template<class V, class K, class... Krest>
class MultikeyMap<V, K, Krest...> : protected std::map<K, V>,
                                    protected MultikeyMap<V, Krest...>
{
public:
    template<class T>
    void insert( const T& t, const V& v )
    {
        std::map<T, V>::insert( make_pair( t, v ));
    }

    template<class T>
    const V* find( const T& k )
    {
        typedef std::map<T,V> currentMap;
        currentMap::const_iterator it = currentMap::find( k );
        return it == currentMap::end() ? 0 : &it->second;
    }

};

template<class V>
class MultikeyMap<V>
{};

我没有在 insert 和 find 中返回迭代器以简化代码。

我发现这个解决方案有两个主要缺陷。

首先，值类型在模板参数列表中排在第一位。最初我试图写

template<class K, class... Krest, class V>
class MultikeyMap<K, Krest..., V>

但编译器坚持“如果类模板部分特化的参数是包扩展，它应该是最后一个参数”。

Second 是来自 std::maps 的受保护继承。我真的很想使用合成来代替，但在这种情况下，我看不到访问存储地图的方法。如果有 static_if，我会写

template<class V, class K, class... Krest>
class MultikeyMap<V, K, Krest...> : protected MultikeyMap<V, Krest...>
{
public:
    template<class T>
    void insert( const T& t, const V& v )
    {
        static if( is_same<T,K>::value )
            m_map.insert( make_pair( t, v ));
        else
            MultikeyMap<V, Krest...>::insert( t, v );
    }
private:
    std::map<K,V> m_map;
};

请就我提到的问题提出建议。如果有更好的方法，我会很高兴学习。

感谢阅读。

Answer 1

更简单但不完全等效的方法可能是Boost.Bimap 或Boost.MultiIndex。

前者是一个映射，其中键可以查找值，反之亦然，而后者更通用：它是一个具有任意数量索引的容器，允许排序（“类似列表”），随机 -访问（“vector-like”）、关联（“map-like”）和散列访问。

您可以尝试将可变参数模板包装在 Boost.MultiIndex 周围，然后至少您不必重新实现所有插入/擦除逻辑（但只需简单的包装器）。

注意：Boost.MultiIndex 不需要可变参数类型序列，您还可以拥有一个可变参数序列的成员函数，将用户定义类的各种数据成员提取为主要数据类型。

Answer 2

我会这样做：

template<class V, class K, class... Krest>
class MultikeyMap : MultikeyMap<V, Krest...>,
                    MultikeyMap<V, K>
{
    using ParentMM = MultikeyMap<V, Krest...>;
    using Parent = MultikeyMap<V, K>;
public:
    using ParentMM::insert;
    using Parent::insert;

    using ParentMM::find;
    using Parent::find;

    using ParentMM::operator[];
    using Parent::operator[];
};

template<class V, class K>
class MultikeyMap<V, K>
{
    std::map<K, V> k_map;
public:
    void insert(const K& k, const V& v)
    {
        k_map.insert(std::make_pair(k, v));
    }

    const V* find( const K& k ) const
    {
        auto it = k_map.find(k);
        if (it != k_map.end())
            return &it->second;
        return nullptr;
    }

    V& operator[](const K& k)
    {
        return k_map[k];
    }
};

继承在这里似乎很合适，因为它结合了多个实现的行为。我将基数设为私有，因为无论哪种方式都需要 using 声明才能使成员可见。只有基本情况有 std::map 作为成员。

我不会费心反转模板参数，这与 std::tuple 使用的技巧相同，只需查找您最喜欢的 STL 实现即可。

编辑

这里是相同的代码，只是我提到的微不足道的变化，所以键在类型参数中排在第一位：

template<class Head, class... Tail>
struct Helper : Helper<Tail...> {
    using Last = typename Helper<Tail...>::Last;
};

template<class T>
struct Helper<T> {
    using Last = T;
};


template<class K, class... Rest>
class MultikeyMap : MultikeyMap<Rest...>,
                    MultikeyMap<K, typename Helper<Rest...>::Last>
{
    using ParentMM = MultikeyMap<Rest...>;
    using Parent = MultikeyMap<K, typename Helper<Rest...>::Last>;

public:
    using ParentMM::insert;
    using Parent::insert;

    using ParentMM::find;
    using Parent::find;

    using ParentMM::operator[];
    using Parent::operator[];
};

template<class K, class V>
class MultikeyMap<K, V>
{
    std::map<K, V> k_map;
public:
    void insert(const K& k, const V& v)
    {
        k_map.insert(std::make_pair(k, v));
    }

    const V* find( const K& k ) const
    {
        auto it = k_map.find(k);
        if (it != k_map.end())
            return &it->second;
        return nullptr;
    }

    V& operator[](const K& k)
    {
        return k_map[k];
    }
};