我可以将 std::map 迭代器解包到可选的结构化绑定吗？

Question

考虑以下代码：

#include<functional>
#include<iostream>
#include<map>

const std::map<int, std::string> numberToStr{{1, "one"}, {2,"two"}};
int main() {
    auto it = numberToStr.find(2);
    if (it ==numberToStr.end()){
        return 1;
    }
    const auto&[_, str] = *it;
    std::cout << str;
}

我有什么办法可以将可能被取消引用的it 解包为 2 个选项（_ 和 str），这样我就可以写了：

const auto&[_, str] = // some magic;
// _ is std::optional<int>, str is std::optional<str>
if (!str){
    return 1;
}
std::cout << *str;
}

我认为不是，因为结构化绑定是语言级别的东西，而 std::optional 是一个库功能，而且 afaik 没有办法自定义交互。

注意：我想我可以实现自己的映射，该映射返回知道它们是否指向 .end() 的迭代器，并“破解”自定义点以基于此执行可选逻辑，当我要求一般用例时不要控制容器。

Answer 1

您可以添加一个辅助函数，例如

template <typename Key, typename Value, typename... Rest>
std::pair<std::optional<Key>, std::optional<Value>> my_find(const std::map<Key, Value, Rest...>& map, const Key& to_find)
{
    auto it = map.find(to_find);
    if (it == map.end())
        return {};
    else
        return {it->first, it->second};
}

然后你会像这样使用它

const auto&[_, str] = my_find(numberToStr, 2);
// _ is std::optional<int>, str is std::optional<str>
if (!str){
    return 1;
}
std::cout << *str;

---

如果您只关心值，则可以通过将其返回来稍微缩短代码

template <typename Key, typename Value, typename... Rest>
std::optional<Value> my_find(const std::map<Key, Value, Rest...>& map, const Key& to_find)
{
    auto it = map.find(to_find);
    if (it == map.end())
        return {};
    else
        return {it->second};
}

然后你会像这样使用它

auto str = my_find(numberToStr, 2);
// str is std::optional<str>
if (!str){
    return 1;
}
std::cout << *str;

Answer 2

更符合 C++20 习惯的路线是将迭代器建模为可能为空的范围：

auto const rng = std::apply(
    [](auto it, auto end) { return std::ranges::subrange(it, end); },
    numberToStr.equal_range(2));
if (rng.empty())
    return 1;
auto const& [_, str] = *rng.begin();
std::cout << str;

Example.

您可以在 C++20 之前使用 Boost.Ranges 执行此操作，它具有更符合人体工程学的 iterator_range：

auto const rng = boost::make_iterator_range(numberToStr.equal_range(2));
// ditto

Answer 3

所需的 API 对我来说毫无意义。你为什么要取回 两个 选项？密钥要么在地图中，要么不在地图中，这是一个单一维度的可选性 - 并不是说​​您可以取回已使用的密钥而是未使用的值或未使用的键但是可使用的值。

API应该是：

template <typename Map, typename Key>
auto try_find(Map&, Key&&) -> optional<range_reference_t<Map>>;

但我们实际上不能使用std::optional 编写它，因为它不支持可选引用。返回一个实际的optional<value_type> 既浪费（额外的副本），也可能在语义上无效（您可能想要那个特定的值，而不仅仅是a值）。

所以第一步是获得optional 的更好实现并使用它。至此，这里的实现就很简单了：

template <typename Map, typename Key>
auto try_find(Map& m, Key&& k) -> optional<range_reference_t<Map>>
{
    auto it = m.find(std::forward<Key>(k));
    if (it != m.end()) {
        return *it;
    } else {
        return nullopt;
    }
}

另一种适用于std::optional 的方法是返回可选的迭代器，而不是可选的引用。这样做的好处是与 optional 一样可组合，同时仍完全在标准库中工作。

---

第三种方法是返回一个范围：

template <typename Map, typename Key>
auto try_find(Map& m, Key const& k) -> subrange<iterator_t<Map>>
{
    auto [f, l] = m.equal_range(key);
    return subrange(f, l);
}

这仍然可以与所有范围事物组合。您只需检查空虚而不是参与度：

auto r = try_find(m, key);
if (r.empty()) {
    // nope
} else {
    // use r.front()
}