C++ 中的通用循环缓冲区实现答案

【问题标题】：Generic circular buffer implementation in C++C++ 中的通用循环缓冲区实现
【发布时间】：2017-06-11 09:52:34
【问题描述】：

我开始编写我的循环缓冲区库，只是为了好玩。我遇到了一个特殊的问题：

template < class T >
T CircularBuffer<T>::pop()

它返回类型T，但是当CB为空的情况下，用户尝试使用pop()呢？返回 nullptr 没有意义，因为 nullptr 不能转换为例如 double。显然可以抛出异常，但是有没有更语义友好的方法呢？

编辑：“语义友好”是指：

当推入一个完整的 CB 时，抛出异常是很自然的。异常应该防止程序崩溃，因为新元素没有足够的内存。从语义上讲，在弹出空 CB 时抛出异常对我来说似乎很不合适，因为程序不会崩溃。但如果这是唯一可用的选项，请告诉我。

【问题讨论】：

抛出异常在语义上没有什么不友好的地方。但也许尝试将pop 分为pop 和top。因此它可能会变成一个 noop，而 top 实际上会抛出。它还消除了删除时复制的需要，这总是很好。
“很明显，可以抛出异常，但是有没有更语义友好的方法呢？” 你是什么意思语义友好 .抛出异常可能是唯一有效的语义。你也应该看看std::queue 是如何解决这个问题的。 pop() 函数返回void 并且通过front() 访问最顶层的元素。
如果您使用支持最新 C++2017 标准库的编译器，这是 std::optional 的用途之一。
返回码解决方案：Status pop(T& out); 其中Status是一种向调用者报告调用状态的类型：错误、成功、空、内存不足等。为方便起见，您可以将@ 987654333@ 可转换为 bool 并提供错误的纯文本描述。在任何情况下，无论您选择返回码、异常还是其他错误处理方式，都要在整个库代码中一致地实现它，不要混淆它们。

【解决方案1】：

这是std::optional 或boost::optional 的完美用例——它们是存储值或为空状态的类。

您可以将签名更改为：

template < class T >
std::optional<T> CircularBuffer<T>::pop()

您的合同将大致如下：

或者，考虑采用一个“延续”函数，该函数只有在弹出成功时才会被调用。示例：

template < class F >
decltype(auto) CircularBuffer<T>::pop(F&& continuation);

用法：

some_circular_buffer.pop([](auto popped_item)
{
    // I will only be called if the pop was successful.
});

您还可以通过对“弹出失败”案例进行额外的延续来扩展此概念。

【讨论】：