STL 算法可以与循环列表一起使用吗？答案

【问题标题】：Can STL algorithms be used with circular lists?STL 算法可以与循环列表一起使用吗？
【发布时间】：2014-06-02 10:17:00
【问题描述】：

为您的自定义列表创建一个符合 STL 的迭代器非常简单。

然而，如果引用列表是一个循环列表，这似乎毫无意义，因为所有 STL 算法都在[first, last) 范围和循环列表first = last 中运行。

是否有标准/一致的方法来克服这个障碍，并让 STL 算法在“自制”循环列表上运行？

我认为定义符合 STL 的迭代器是实现这一目标的第一步，但也可能有一个可以在范围内操作的解决方案。

我需要为大量的“自制”结构实现这一点。我目前的解决方案是从boost::iterator_facade 派生，然后创建一个自定义range 类（如Rudolph's）并使用围绕基于范围的执行的任何算法。这仍然存在一些逻辑障碍，并且希望看到可行的替代方案和/或解决方案。

【问题讨论】：

这仅在您在循环列表中定义 end() 时有效。如果你能够做到这一点，并且从 begin() 迭代可以让你到达那里，我认为没有任何问题。
你可以有两种不同类型的迭代器，一种实现环绕，另一种实现通常的语义。
您会发现这样做的一个主要障碍是循环列表对“第一个”和“最后一个”是什么具有上下文相关的想法。从列表中的两个不同位置作为“第一个”开始将使用两个不同的“最后一个”概念。这听起来微不足道，但实际上它很快就会变得一团糟。
看看boost::circular_buffer (boost.org/doc/libs/1_55_0/doc/html/circular_buffer.html)。

标签： c++ algorithm stl

【解决方案1】：

您将需要自定义迭代器，但解决方案仍然可以基于范围。一种可能性是begin() 可以返回一个特别标记的迭代器（标志initial=true），以便它知道它还没有完成这一轮。 end() 将返回一个将该标志设置为 false 的迭代器。然后operator++ 将标志设置为false，这样begin() 将不等于end()。您也可以使用不同的标记方案。

【讨论】：

不幸的是，这只适用于“只读”迭代器。这种方法的基本问题是，在迭代过程中，初始节点可能会被删除，因此 both begin() 和 end() 可能会失效，而end()无法重新评估。

【解决方案2】：

我对 STL 及其迭代器的理解与您的提议不一致。 C++ 标准库中的迭代器（众所周知）具有指针的语义。它们不换行，end() 不等于 begin()。

作为指针的类似物，迭代器指向缓冲区中的一个位置。你不能指望一个天真的调用者的线性复制操作在最后回绕。这将通过算法和其他库应用。据我所知，它们根本无法按预期工作。

我完全没有理由不使用 STL 集合和迭代器，但我认为你不应该期望（或强制）it++ 进行换行。我宁愿认为您需要清晰可见的成员函数来实现您需要的附加功能。

例如，您可以有一个递增迭代器的incr() 函数，但如果它指向end()，则返回到开头。您可以有一个 copy() 函数，该函数了解如何在包装的缓冲区中提取或插入数据块。

但是我不明白你的其他限制，所以这可能不适合你。我认为这对我有用。

【讨论】：

当然，您不能指望线性复制操作适用于所有容器吗？以链表或地图为例。
@Skizz：我可能会更好地表达，但如果first===last，copy(first,last,result) 肯定行不通。

【解决方案3】：

说在许多算法中（我不是在谈论 STL，而是在一般情况下）在内部数据结构中插入一个空叶或空元素以提高性能，我觉得在你的循环列表中保留一个空/null元素可以解决问题。

显然，null 元素的位置不是固定的，它会根据您的数据流移动。
同时，您将保持数据结构中的最后 N 个样本（大小为 N + 1 个空元素）连续。
这使得[first,last)first != last 的范围成为可能。
null 元素是 last 指向的元素，它是下一次插入发生的地方。
每次插入时，一旦容器中有 N 个元素，first 指向的元素将被“无效化”，first 会递增。

希望这会有所帮助。

【讨论】：