通过自定义容器保护迭代

Question

我想创建一个容器类，它应该允许通过 for each 循环进行迭代，但只能通过 for each 循环。我不想授予对其 .begin() 和 .end() 方法的访问权限。

这样的事情是否可能，也许是通过 std::begin 和 std::end 方法的重载和友谊？

我做了一些尝试，其中一个看起来像下面这样。不过，编译器总是抱怨 .begin() 和 .end() 的隐私。

namespace std {

    MyIter begin (MySealedContainer&);
    MyIter end (MySealedContainer&);

}

class MyIter {
    // ...
};

class MySealedContainer {
    friend MyIter std::begin (MySealedContainer&);
    friend MyIter std::end (MySealedContainer&);

    private:
        MyIter begin();
        MyIter end();

    // ...
};

// ---

MyIter std::begin (MySealedContainer& c) {
    return c.begin();
}

MyIter std::end (MySealedContainer& c) {
    return c.end();
}

即使使用私有 .begin() 和 .end()，我也必须能够执行以下操作：

MySealedContainer foo;
// Insert elements...

for (auto& each: foo) {
    // Do something with each.
}

Answer 1

使用友谊授予对std::begin 和std::end 的访问权限不会提供任何好处。其他代码将可以免费使用它们来访问适配器迭代器，从而使整个方法无用。 最终它会像 MySpace 一样，没有人愿意再使用它了。最终你会像 Facebook 一样，每个人都在滥用它，做你不希望他们做的事情。

处理开始/结束的唯一选择是通过友谊授予对各个类和免费功能的访问权限。不幸的是，这将对其使用施加限制，并且每次您想要授予对其他功能的访问权限时都需要更新。下面的例子强调了使用友谊来访问像std::begin这样的免费功能是徒劳的

class Restricted
{
    int begin() { return 0; }

    friend int std_begin(Restricted&r);
};

int std_begin(Restricted&r)
{
    return r.begin();
}


int main()
{
    Restricted  building;

    // Side step private! might as well just call building.begin()
    int it = std_begin(building);
}

[因历史意义不大而留下不需要的旧答案]

如果您想限制访问，我建议将for_each 实现为该类的一个或多个成员函数。这将仿函数作为参数之一并遍历容器。这使得它通常可供任何想要使用它的人使用，同时仍然对访问数据施加限制。下面的示例提供了一个 for_each 函数和一个可供使用的函子。

#include <iostream>
#include <vector>

class Adapter
{
public:

    template<typename FuncType>
    void for_each(FuncType &func)
    {
        for(std::vector<int>::iterator it = data_.begin();
            it != data_.end();
            ++it)
        {
            // Pass by value (prevent modification)
            // you can pass the iterator as is if you like!
            func(*it); 
        }
    }
    //private: we leave it public for demo purposes
    std::vector<int>    data_;
};

int main()
{
    Adapter cnt;

    cnt.data_.push_back(1);
    cnt.data_.push_back(2);
    cnt.data_.push_back(3);
    cnt.data_.push_back(4);

    struct {
        void operator()(int value) {
            std::cout << value << std::endl;
        }
    } for_function;

    cnt.for_each(for_function);
}

您将需要添加 for_each 函数的 const 限定版本，并可能根据您的要求使用不同数量的参数进行一些重载。在 C++11 中，您可以选择传递 lambda 或使用 std::function，还可以使用 Boost 中包含的组件。