如果输入迭代器不是随机访问，如何告诉Advance（）在输入迭代器上使用+=运算符答案

【问题标题】：How to tell advance() to use += operator on input iterators if they aren't random access如果输入迭代器不是随机访问，如何告诉Advance（）在输入迭代器上使用+=运算符
【发布时间】：2013-05-21 06:30:58
【问题描述】：

考虑像join_iterator 这样的输入迭代器：它迭代其他范围的串联。重复调用++i 可能比简单的i += n 慢很多。

尽管如此，大多数需要将迭代器推进任意数量的 C++ 代码都使用 std::advance，当迭代器不是随机访问时，它会自动调用 ++i。

（遗憾的是，大多数人使用std::advance(i, n) 而不是using std::advance; advance(i, n)，所以我不能只为我的迭代器提供advance 并依赖ADL。）

另一方面，我不能使用+ 或+=，因为输入迭代器不必实现它们。

所以问题是：我将如何支持这样的场景，什么时候：

实现这样的迭代器？
使用可能具有优化的operator +=的输入迭代器？

（请注意，advance 和 + 并不是唯一重要的场景——distance 和 - 也有同样的问题。）

【问题讨论】：

@MichaelAaronSafyan：嗯，是因为大家好像都用std::advance而不是advance，所以就算我提供了，也不会实际使用。
@MichaelAaronSafyan：是的，我确实需要这种快速迭代。（是的，我实际上知道 ++ is 太慢了。）我自己也遇到过both 的情况——自己编写迭代器，以及编写将从这种优化的迭代器中受益的算法。我想知道如何正确处理 both 情况：即如何provide 和consume 这样的迭代器。
@Mehrdad 没错，但我们会专门化一个模板，而不是重载一个函数（我认为）。参照。 stackoverflow.com/a/14403772/777186
@jogojapan：啊，部分函数特化虽然适用于 C++11，但大多数迭代器都是模板化的，因此它们需要部分特化而不是完全特化，对吧？我会对 C++03 做什么？
@Mehrdad 你是对的。我的解决方案只有在您对两个模板参数都专门化 std::advance 时才有效，即明确专门化它。这不好，因为您不能（或不想）预期第二个参数的所有可能整数类型。

标签： c++ iterator

【解决方案1】：

根据 C++11 §24.4.4，

由于只有随机访问迭代器提供 + 和 - 运算符，因此库提供了两个函数模板 advance 和 distance。 这些函数模板将+ 和- 用于随机访问迭代器（因此它们的时间是常数）； 对于输入、前向和双向迭代器，它们使用++ 来提供线性时间实现.

您应该只需要定义+ 和-，并指定std::random_access_iterator_tag。无需专门化或重载std::advance。

【讨论】：

那是在撒谎——迭代器不是随机访问的。
嗯？我在哪里说恒定时间？ o_O
@Mehrdad 啊，我明白了。尽管如此，如果有任何潜在的收益，一些潜在的子范围必须是随机访问的。我建议简单地撒谎。复杂性保证在数学上是违反的，但这是让客户端代码注意“随机访问”运算符的唯一方法。
撒谎的问题在于，它会造成附带损害！例如，使其随机访问也需要我实现operator--——但我通常不能。这意味着对于随机访问迭代器具有不同（例如优化）行为的任何现有代码（可能通过使用带有否定参数的 operator-= 或 operator+=）现在完全无法与我的迭代器一起使用......并且以免您认为这有点牵强，Visual C++ 对 std::rotate 使用不同的算法，具体取决于迭代器是否为随机访问。
@Mehrdad 真不幸……我个人在 2009 年重写了 GCC 的 (libstdc++-v3) std::rotate，因为随机访问风格普遍比只进风格慢。下一个更好的撒谎方法是派生或代理迭代器将随机访问标签添加到“真实”类，因此可以明智地应用黑客攻击。我想不出没有性能和存储损失的其他解决方案。