推进标准地图的迭代器

Question

主要问题已经在标题中了：如何推进标准地图的迭代器？

但由于大多数人问我为什么需要这个，我将提供更多信息： 我有一堂有几张地图的课。我至少有 2 个微分方程、至少 2 种传感器类型（场或 dft）和至少 2 种空间类型（体积、表面）。我需要保存所有这些东西，并在它们之间建立关联。 所以我认为拥有这些事物的映射是明智的，当事物相互关联时，它们在映射中具有相同的键。

为简单起见，我们只考虑三个地图。

class Reader
{
    struct MaxwellSensor
    {
        // some members...
    };
    struct FieldSensor
    {
        // some members
        uint fieldMember;
    };
    struct DFTSensor
    {
        // some members
        uint dftMember;
    };    
    std::map<uint, MaxwellSensor> maxwellSensors;
    std::map<uint, FieldSensor> fieldSensors;
    std::map<uint, DFTSensor> dftSensors;

    uint getCountOfMaxwellSensors(){
        return maxwellSensors.size();
    }

    uint getMemberForMaxwellSensorByIndex(uint index){
        // This follows later
    }

};

在我的程序过程中，我需要实例化 SensorInterface 的几个变量。 为此，我需要知道我有多少个麦克斯韦传感器，然后遍历麦克斯韦传感器并获取其他传感器的成员。

这看起来像：

class MyType{
    public:
        uint member;
}

int main(int argc, const char* argv[])
{
    // some code
    Reader myReader;
    for(uint i = 0; i < myReader.countOfMaxwellSensors(); ++i)
    {
        MyType var;
        var.member = myReader.getMemberForMaxwellSensorByIndex(i);
    }
}

所以阅读器中的函数应该是这样的：

uint getMemberForMaxwellSensorByIndex(uint index)
{
    auto maxIt = std::advance(maxwellSensors.begin(), index);
    auto foundInFieldSensorsIt = std::find_if(fieldSensors.begin(), fieldSensors.end(), [&] (const std::pair<UInteger_T, FieldSensor>& kvp) { return kvp.first == maxIt->first; });
    auto foundInDFTSensorsIt = std::find_if(dftSensors.begin(), dftSensors.end(), [&] (const std::pair<UInteger_T, DFTSensor>& kvp) { return kvp.first == maxIt->first; });
    if(foundInFieldSensorsIt != fieldSensors.end())
        return fieldSensors[maxIt->first].fieldMember;
    else if(foundInDFTSensorsIt != dftSensors.end())
        return dftSensors[maxIt->first].fieldMember;
    else
    {
        std::cerr << "something went wrong." << std::endl;
        return 0;
    }
}

所以...这是std::advance(maxwellSensors.begin(), index); 的意图，但这并不能与此错误代码一起编译：

error: 
  no matching function for call to 'advance'
        auto maxIt = std::advance(maxwellSensors.begin(), index);
                     ^~~~~~~~~~~~
/c++/4.6/bits/stl_iterator_base_funcs.h:171:5: note: 
  candidate function [with _InputIterator = std::_Rb_tree_iterator<std::pair<const
  unsigned int, Reader<double, unsigned int>::MaxwellSensor> >,
  _Distance = unsigned int] not viable: expects an l-value for 1st argument
advance(_InputIterator& __i, _Distance __n)

那么如何推进标准地图的迭代器呢？

我也试过auto maxIt = maxwellSensors.begin() + index;，但没有运气。

并且：我想避免这样的 for 循环：

auto maxIt = maxwellSensors.begin();
for(uint i = 0; i < index; ++i){
    ++maxIt;
}

还有其他可能吗？ 非常感谢！

Answer 1

std::map 的iterator_category 是双向迭代器。这意味着没有像 Random Access Iterators 那样的O(1) 多步增量。对于后者，你可以这样写：

auto it = my_vector.begin(); // std::vector has random access iterators
std::advance(it, 4);         // NOT a loop, will call it += 4;
it += 4;                     // shorthand, not recommended in generic code 

对于前者，你有

auto it = my_map.begin();    // std::map has bidirectional iterators
std::advance(it, 4);         // for (auto i = 0; i < 4; ++i) ++it;

注意std::advance 有void 返回类型。如果要返回高级迭代器，可以使用std::next

auto it = my_map.begin();
auto it4 = std::next(it, 4); // copies it, then advances and returns that copy

std::advance 的 step 参数可以为负数，在这种情况下，它将在幕后调用 --it。如果要返回递减的迭代器，可以使用std::prev。

Answer 2

Advance的原型是：

template <class InputIterator, class Distance>
  void advance (InputIterator& it, Distance n);

所以你必须这样做：

auto maxIt = maxwellSensors.begin();
std::advance(maxIt, index);

而不是

auto maxIt = std::advance(maxwellSensors.begin(), index); // Failed

Answer 3

您需要提供一个变量来推进。因此，以下将起作用：

auto it = maxwellSensors.begin();
std::advance(it, index);

但是，这在内部只是执行您想要避免的循环。循环是推进地图迭代器的唯一方法。如果你使用vector或deque，那么continer.begin() + index是有效的，因为它们有Random Access iterators，而map没有。

我认为你真正想要的是这个，它在你的地图中找到 index 并返回一个迭代器：

auto it = maxwellSensors.find(index);

Answer 4

查看预先签名和文档：http://en.cppreference.com/w/cpp/iterator/advance

template< class InputIt, class Distance >
void advance( InputIt& it, Distance n );

表示正确的用法是：

auto maxIt = maxwellSensors.begin();
std::advance( maxIt , index);