在 C++ 接口中使用 Boost.Range答案

【问题标题】：Using Boost.Range in C++ interfaces在 C++ 接口中使用 Boost.Range
【发布时间】：2013-06-25 12:58:53
【问题描述】：

我有一个多态接口

struct Interface {
  Interface(SomeType& other)
  : range([=](){ return other.my_range(); }), /*...*/ {}
  Interface(SomeOtherType& other)
  : range([=](){ return other.some_range(); }), /*...*/ {}

  const std::function<Range(void)> range;
  /// ...
};

两个范围内的元素属于同一类型（例如int），但my_range() 和some_range() 返回的类型不同，例如一个可以是filtered counting range，另一个可以是transformed filtered counting range。对于界面，我需要一个 Range 类型。

我尝试过使用boost::any_range，但性能明显更差。我想避免将范围元素复制到 vector 并返回向量。

any_range 和复制有什么替代方法吗？

【问题讨论】：

标签： c++ interface polymorphism boost-range

【解决方案1】：

有点，但不是真的。

当您不知道数据的存储方式时，您希望按顺序访问数据。您有三个选择：

将数据复制到已知格式的容器中（“返回向量”选项）。
使用编译时多态性来选择正确的访问方法（std 算法这样做的方式，由于您使用了接口，所以不可能）。
使用运行时多态性选择正确的访问方法。

因此，由于您要使用接口的限制，第二个是不可能的。第一个和第三个都有开销。

做第三件事的明显方式是any_range。但这不是唯一的方法，取决于你想做什么。 any_range 的问题在于，在一个简单的 for-each 循环中，每个元素都有三个虚拟调用：递增、比较和取消引用。

只要您想做的只是简单的 for-each 迭代，您就可以通过在接口级别实现循环来减少一次虚拟调用的开销：

struct Interface {
    Interface(SomeType& other)
    : traverse([=](std::function<void(int)> body) {
      for (int i : other.my_range()) body(i);
    }) {}

    const std::function<void (std::function<void(int)>)> traverse;
};

当然，这只有在您使用范围的方式非常有限时才有效。

【讨论】：

感谢您的回答，在界面中包装算法是我没有考虑过的一种可能性。缺点是在“for_each”算法之后是排序、二进制搜索，然后......接口中成员函数的爆炸式增长。也许这不会发生在我的应用程序中，所以您提出的可能是最好的解决方案（至少与 any_range 结合使用）。我会睡在上面，非常感谢这个想法！

【解决方案2】：

如果只有 2 种已知类型（或固定数量的类型），则可以选择 Boost.Variant。这是示例用法：

#include <boost/variant.hpp>
#include <functional>

struct SomeType
{
    typedef int range_t;
    range_t my_range() const { return 1; }
};

struct SomeOtherType
{
    typedef double range_t;
    range_t some_range() const { return 3.14; }
};

typedef std::function<SomeType::range_t (void)> SomeTypeRange;
typedef std::function<SomeOtherType::range_t (void)> SomeOtherTypeRange;
typedef boost::variant<SomeTypeRange, SomeOtherTypeRange> Range;

struct Interface
{
  Interface(const SomeType& other)
  : range( SomeTypeRange([=](){ return other.my_range(); }) ) {}

  Interface(const SomeOtherType& other)
  : range( SomeOtherTypeRange([=](){ return other.some_range(); }) ) {}

  Range range;
};

struct print_me_visitor : public boost::static_visitor<void>
{
public:
    void operator()( const SomeTypeRange& i_st ) const
    {
        std::cout << "SomeTypeRange: " << i_st() << std::endl;
    }

    void operator()( const SomeOtherTypeRange& i_sot ) const
    {
        std::cout << "SomeOtherTypeRange: " << i_sot() << std::endl;
    }
};

int main()
{
    SomeType st;
    SomeOtherType sot;
    Interface i1( st );
    Interface i2( sot );

    boost::apply_visitor( print_me_visitor(), i1.range );
    boost::apply_visitor( print_me_visitor(), i2.range );

    return 0;
}

【讨论】：