C++ map - 自引用迭代器

Question

有没有办法声明std::map其值类型是自身的迭代器？

map<string, map<string, (#)>::iterator> myMap;

上面的代码片段不起作用,因为迭代器类型需要知道第二个模板参数,标记为(#).(这本身就是).

目的是避免执行不必要的find操作来访问另一个元素指向的元素 - 而不是使用map<string, string>.

Answer 1

这样的定义是不可能的,因为值类型和迭代器类型将是相互无限递归的.

它是可以解决这个使用有点间接的.除非完整,否则甚至可以避免动态分配std::any,以及std::map<K,V>未定义的事实V.

但是解决方案有点棘手,并且依赖于一些合理的假设,但标准没有规定.请参阅实施中的注释.主要技巧是在定义包络类之后推迟定义成员变量类型.这是通过重用原始存储来实现的.

用法优先:

int main()
{
    Map map;
    auto [it, _] = map.emplace("first", iter_wrap{});
    map.emplace("maps to first", conv::wrap(it));
    // erase first mapping by only looking
    // up the element that maps to it
    map.erase(conv::it(map.find("maps to first")));
}

定义

struct NoInitTag {} noInitTag;

class iter_wrap
{
public:
    iter_wrap();
    ~iter_wrap();
    iter_wrap(const iter_wrap&);
    iter_wrap(iter_wrap&&);
    const iter_wrap& operator=(const iter_wrap&);
    const iter_wrap& operator=(iter_wrap&&);

private:
    // We rely on assumption that all map iterators have the same size and alignment.
    // Compiler should hopefully warn if our allocation is insufficient.
    using dummy_it = std::map<int, int>::iterator;
    static constexpr auto it_size = sizeof(dummy_it);
    static constexpr auto it_align = alignof(dummy_it);
    alignas(it_align) std::byte store[it_size];

    explicit iter_wrap(NoInitTag){}
    friend struct conv;
};

using Map = std::map<std::string, iter_wrap>;
using It = Map::iterator;

struct conv {
    static constexpr It&
    it(iter_wrap&& wrap) noexcept {
        return *std::launder(reinterpret_cast<It*>(wrap.store));
    }
    static constexpr const It&
    it(const iter_wrap& wrap) noexcept {
        return *std::launder(reinterpret_cast<const It*>(wrap.store));
    }
    template<class It>
    static const iter_wrap
    wrap(It&& it) {
        iter_wrap iw(noInitTag);
        create(iw, std::forward<It>(it));
        return iw;
    }
    template<class... Args>
    static void
    create(iter_wrap& wrap, Args&&... args) {
        new(wrap.store) It(std::forward<Args>(args)...);
    }
    static constexpr void
    destroy(iter_wrap& wrap) {
        it(wrap).~It();
    }
};

iter_wrap::iter_wrap() {
    conv::create(*this);
}
iter_wrap::iter_wrap(const iter_wrap& other) {
    conv::create(*this, conv::it(other));
}
iter_wrap::iter_wrap(iter_wrap&& other) {
    conv::create(*this, std::move(conv::it(other)));
}
const iter_wrap& iter_wrap::operator=(const iter_wrap& other) {
    conv::destroy(*this);
    conv::create(*this, conv::it(other));
    return *this;
}
const iter_wrap& iter_wrap::operator=(iter_wrap&& other) {
    conv::destroy(*this);
    conv::create(*this, std::move(conv::it(other)));
    return *this;

}
iter_wrap::~iter_wrap() {
    conv::destroy(*this);
}

老答案; 这假设在遍历存储的映射时避免查找不是一个重要的特性.

您尝试表示的数据结构似乎是一组键(字符串),其中每个键映射到该组的另一个键.更容易表达的方法是将这两个方面分开:

using Set = std::set<std::string>;
using Map = std::map<Set::iterator, Set::iterator>;

请注意,这两个数据结构不会自动保持同步.添加到集合中的元素不会自动映射到另一个元素,并且从集合中删除的元素会将悬浮迭代器留给映射.因此,编写一个强制执行必要的不变量的自定义容器类是明智的.