STL 迭代器：将迭代器“取消引用”到临时。可能吗？答案

【问题标题】：STL iterator: "dereferencing" iterator to a temporary. Is it possible?STL 迭代器：将迭代器“取消引用”到临时。可能吗？
【发布时间】：2011-05-02 07:33:16
【问题描述】：

我正在为我的科学软件编写一个 3D 网格，我需要遍历网格的节点以获取它们的坐标。我宁愿在迭代时动态计算坐标，而不是将每个节点对象保存在容器中。问题是 stl::iterator 需要返回对值的引用作为 operator*() 的结果，或 operator->() 的指针。

部分代码如下：


class spGridIterator {
public:
    typedef forward_iterator_tag iterator_category;
    typedef spVector3D value_type;
    typedef int difference_type;
    typedef spVector3D* pointer;
    typedef spVector3D& reference;

    spGridIterator(spGrid* gr, int index);

    spGridIterator& operator++();
    spGridIterator& operator++(int);

    reference operator*() const;
    pointer operator->() const;

private:
    spGrid* m_grid;
    int m_idx;
};


spGridIterator::reference spGridIterator::operator*() const {
    // return m_grid->GetPoint(m_idx);
}

spGridIterator::pointer spGridIterator::operator->() const {
    // return m_grid->GetPoint(m_idx);
}

该方法通过提供的索引查询节点坐标


spVector3D spGrid::GetPoint(int idx) const {
    // spVector3D vec = ... calculate the coordinates here ...
    return vec;
}

对此有何意见？

提前致谢，伊利亚

【问题讨论】：

"问题在于 stl::iterator 需要返回对值的引用作为 operator*() 的结果，或者 operator->() 的指针" 为什么这是个问题？为了什么？
我不确定我是否真正理解您想要实现的目标。也许您可以包含一个客户端代码示例，以了解您如何尝试使用此集合。
“为什么会有问题？为什么？”因为这种方式我不得不保留一个实际变量来指向（或引用）。
我需要迭代器来取消对临时变量的引用，因为节点坐标应该是动态计算的，而不是存储在某个地方。

标签： c++ stl iterator

【解决方案1】：

你可以使用一个成员变量来保存它当前指向的网格点：

class spGridIterator {
public:
    typedef forward_iterator_tag iterator_category;
    typedef spVector3D value_type;
    typedef int difference_type;
    typedef spVector3D* pointer;
    typedef const spVector3D* const_pointer;
    typedef const spVector3D& const_reference;
    typedef spVector3D& reference;

    spGridIterator(spGrid* gr, int index);

    spGridIterator& operator++();
    spGridIterator& operator++(int);

    reference operator*();
    const_reference operator*() const;

    pointer operator->();
    const_pointer operator->() const;

private:
    spGrid* m_grid;
    int m_idx;
    mutable spVector3D CurrentPoint;
};

那么解引用操作符可能如下所示：

spGridIterator::const_reference spGridIterator::operator*() const {
    CurrentPoint = m_grid->GetPoint(m_idx);
    return CurrentPoint;
}

感谢@greg 指出CurrentPoint 需要mutable 才能工作。这将是一个惰性实现（仅在迭代器实际被取消引用时检索该点）。急切的实现会更新迭代器的 mutator 方法中的 CurrentPoint 成员（本示例中的 operator++ 变体），从而使 mutable 变得多余。

【讨论】：

除非CurrentPoint 是mutable，否则operator*() 不能是const，对吗？
没错，这没有意义。我确定了答案。
这仍然不太正确，因为您无法从const 方法中更改spGridIterator 对象的状态。 CurrentPoint 在 operator*() 中的赋值不会编译，除非 CurrentPoint 是 mutable。
正确，我真的不应该在没有编译器的情况下编写代码。我现在修复了它并添加了一些解释。希望现在是正确的，感谢您的输入。
感谢您的更新。关于在operator++() 等中进行分配的一个注意事项是，如果没有mutable，我认为您将无法拥有const spGridIterator（const_iterator 类型关闭容器）。跨度>

【解决方案2】：

我知道这篇文章太旧了，但只是因为我有同样的“问题” 和谷歌把我带到这里，我会加我的两分钱，这是我发现的：

至少在 C++ 库中有很多迭代器类型，每一种都声明了一些相关的语义。类型是

输入迭代器
前向迭代器
双向迭代器
随机访问迭代器
输出迭代器

在您的问题情况下，输入迭代器语义适合。特别是在输入迭代器中operator*() 不必返回对对象的引用，它甚至可以返回新创建的对象。从而避免像 Bjorn 建议的那样在迭代器对象中包含一个“虚拟”对象。

您可以查看更多here。

【讨论】：

【解决方案3】：

既然迭代器是一个值对象，为什么不把一个成员设置为你想要返回的值，然后返回一个对成员的引用呢？

【讨论】：

【解决方案4】：

简短的回答是，这将导致未定义的行为，毕竟您返回的是对临时的引用！一种选择（如果此迭代器不必重入）是拥有一个类成员（spVector3D 类型），您“分配”返回的值（当然，您可以通过传入对 this 的引用来更优化地做到这一点GetPoint 以及 index)，然后返回。

【讨论】：

也感谢您的回复！