将 shared_ptr 的向量转换为 shared_ptr 到 const 的向量

Question

让

class A
{
    std::vector<std::shared_ptr<int>> v_;
};

现在我想使用两个公共成员函数添加对 v_ 的访问权限

std::vector<std::shared_ptr<int>> const & v() { return v_; }

和

std::vector<std::shared_ptr<int const> const & v() const { TODO }

我不能用return v_; 替换TODO。

一种选择是不返回引用而是返回副本。除了明显的性能损失外，这也会使界面不太理想。

另一种选择是使TODO 等于return reinterpret_cast<std::vector<std::shared_ptr<int const>> const &>(v_);

我的问题是，这是未定义的行为吗？或者，是否有更好的选择，最好不使用reinterpret_cast？

Answer 1

暂且不讨论是否应该返回对成员的引用...

std::vector 已经将它自己的const 限定符传播到它返回的引用、指针和迭代器。唯一的障碍是让它进一步传播到std::shared_ptr 的指针类型。您可以使用像 std::experimental::propagate_const 这样的类（希望是标准化的）来促进这一点。顾名思义，对于它包装的任何指针或类似指针的对象，它都会执行此操作。

class A
{
    using ptr_type = std::experimental::propagate_const<std::shared_ptr<int>>;
    std::vector<ptr_type> v_;
};

因此TODO 可以变成return v_;，并且对指针的任何访问（例如在您希望支持的基于范围的范围内）都将保留常量。

唯一需要注意的是，它是仅可移动的类型，因此复制向量的元素将需要更多工作（例如，通过调用 std::experimental::get_underlying）以及向量本身的元素类型。

Answer 2

避免复制容器的一种方法是提供在取消引用时转换元素的转换迭代器：

#include <vector>
#include <memory>
#include <boost/iterator/transform_iterator.hpp>

class A
{
    std::vector<std::shared_ptr<int> > v_;

    struct Transform
    {
        template<class T>
        std::shared_ptr<T const> operator()(std::shared_ptr<T> const& p) const {
            return p;
        }
    };

public:

    A() : v_{std::make_shared<int>(1), std::make_shared<int>(2)} {}

    using Iterator = boost::transform_iterator<Transform, std::vector<std::shared_ptr<int> >::const_iterator>;

    Iterator begin() const { return Iterator{v_.begin()}; }
    Iterator end() const { return Iterator{v_.end()}; }

};

int main() {
    A a;
    // Range access.
    for(auto const& x : a)
        std::cout << *x << '\n';
    // Indexed access.
    auto iterator_to_second_element = a.begin() + 1;
    std::cout << **iterator_to_second_element << '\n';
}