如何在迭代器方向上进行参数化？

Question

基本上我正在做以下事情:

std::set<int> indices;
// ..fill indices

if (flag)
{
   // we need to process in ascending order
   BOOST_FOREACH (int i, indices) 
   {
      process(i);
   }
}
else
{
   // we need to process in descending order
   BOOST_REVERSE_FOREACH (int i, indices) 
   {
      process(i);
   }
} 

我想知道是否有办法在C++ 03中编写相同的东西,只需要调用一个进程(i),以某种方式参数化处理顺序？像这样(显然在C++ 0x中不起作用,因为begin()和rbegin()返回不同的类型):

   auto iter = flag ? indices.begin() : indices.rbegin();
   auto end =  flag ? indices.end() : indices.rend();

   BOOST_FOREACH (int i, std::make_pair(iter, end)) 
   {
      process(i);
   }

Answer 1

你想要的东西可以用Boost.Variant实现.

我们的想法是定义一种新类型的迭代器,它存储一个变体(想象它类似于类固醇上的C联合),包含一个正向或反向迭代器:

template<class InputRange>
struct any_dir_iterator
: std::iterator_traits<typename boost::range_iterator<InputRange>::type> {

    typedef typename boost::range_iterator<InputRange>::type forward_iterator;
    typedef typename 
        boost::range_reverse_iterator<InputRange>::type reverse_iterator;

    typedef boost::variant<forward_iterator, reverse_iterator> iterator_type;

    iterator_type current_it, end_it;

    any_dir_iterator(InputRange & input_range, 
                     bool fwd = true, 
                     bool end = false) 
    {
        end_it = fwd ? iterator_type(boost::end(input_range)) 
                     : iterator_type(boost::rend(input_range));

        if(end)
            current_it = end_it;
        else
            current_it = fwd ? iterator_type(boost::begin(input_range)) 
                             : iterator_type(boost::rbegin(input_range));
    }

    reference operator*() const {
        return boost::apply_visitor(dereference_visitor<any_dir_iterator>(), 
                                    current_it);
    }

    any_dir_iterator & operator++() {
        boost::apply_visitor(increment_visitor<any_dir_iterator>(), 
                             current_it);
        return *this;
    }

    bool operator==(any_dir_iterator const & rhs) {
        return boost::apply_visitor(equals_visitor<any_dir_iterator>(), 
                                    current_it, rhs.current_it);
    }    
};

这类似于Adobe的任何迭代器,但不那么通用,这意味着与普通迭代器相比,它几乎没有性能开销.

正如您在上面的代码中看到的,所有逻辑都委托给静态访问者,我们定义如下:

template<class AnyDirIterator>
struct dereference_visitor 
: boost::static_visitor<typename AnyDirIterator::iterator_type> {

    typedef typename AnyDirIterator::reference result_type;

    template<class FwdOrRevIterator>
    result_type operator()(FwdOrRevIterator const & it) const { 
        return *it; 
    }
};

template<class AnyDirIterator>
struct increment_visitor 
: boost::static_visitor<typename AnyDirIterator::iterator_type> {

    typedef void result_type;

    template<class FwdOrRevIterator>
    result_type operator()(FwdOrRevIterator & it) const {
        ++it;
    }
};

template<class AnyDirIterator>
struct equals_visitor 
: boost::static_visitor<typename AnyDirIterator::iterator_type>
{
    typedef bool result_type;

    template <typename FwdOrRevIterator>
    bool operator()(FwdOrRevIterator const & lhs, 
                    FwdOrRevIterator const & rhs) const {
        return lhs == rhs;
    }

    template <typename T, typename U>
    bool operator()( const T &, const U & ) const {
        return false; // comparing fwd to rev or vice-versa
    }
};

那是棘手的部分.但是我们仍然需要使用它更方便,为此我们定义了一个依赖于Boost.Range库提供的功能的辅助函数:

template<class InputRange>
boost::iterator_range<any_dir_iterator<InputRange> > 
make_any_dir_range(InputRange & range, bool forward=true) {
    typedef any_dir_iterator<InputRange> iterator;
    return boost::make_iterator_range(iterator(range, forward),
                                      iterator(range, forward, true));
}

这就是全部.现在你可以写:

int main() {

    int items[] = { 1, 2 };
    typedef std::vector<int> container_type;
    container_type container(items, items + sizeof(items)/sizeof(items[0]));

    BOOST_FOREACH(int i, make_any_dir_range(container, true))
        std::cout << i << " ";

    std::cout << "\n";
    BOOST_FOREACH(int i, make_any_dir_range(container, false))
        std::cout << i << " ";

    return 0;
}

哪个印刷品:

1 2
2 1

这也适用于const容器,虽然我没有在main函数中显示出这种可能性.

使用Boost.Range产生的另一个好处是它适用于开箱即用的数组.所以你可以这样做:

int items[] = { 1, 2 };

BOOST_FOREACH(int i, make_any_dir_range(items, true)) // Prints "1 2"
    std::cout << i << " ";

为了保持这个答案的简短,我还有一些未实现的东西(但它们都是样板,不需要新访客):

• 后缀增量运算符
• !=运算符
• - >运算符

这是Codepad中的所有代码.由于"将警告视为错误"政策,Codepad不会吞下它,但VS2008和GCC 4.4都在我的本地机器上编译好了.

UPDATE

我做了一些测试,显然boost::variant确实引入了一些运行时开销:与使用普通迭代器的等效版本相比,函数中的BOOST_FOREACH基于a 的循环main运行速度慢了4倍(在发布模式下编译时).检查这是最好的还是最差的,比Adobe的开销更有意思any_iterator.