如何展平嵌套容器的迭代器？

Question

这是詹姆斯对这个问题的答案的一个(另一个)跟进:扁平化迭代器

如何更改flattenig_iterator以使其递归工作？假设我有更多级别的嵌套容器,我不希望被限制在给定的嵌套深度.即flattening_iterator应该使用

std::vector< std::vector < std::vector < int > > >

以及

std::vector< std::vector < std::vector < std::vector < int > > > >

在我的实际代码中,我有一个对象数组,它们本身可能包含或不包含这样的数组.

编辑:

在使用不同方式迭代不同类型的嵌套容器后,我学会了一些其他人可能感兴趣的东西:

使用嵌套循环访问容器元素比使用迭代器解决方案快5到6倍.

优点:

• 元素可以是复杂的对象,例如(在我的例子中)包含容器的类.
• 更快的执行

缺点:

• 每个容器结构都需要一个新的循环实现
• 标准库算法不可用

其他利弊？

Answer 1

我会快速概述一个解决方案:

1. 写一个is_container检测begin()和end()成员的特征,或者可能是一些更复杂的规则;
2. 写一个all_flattening_iterator<T>只是一个模板flattening_iterator<all_flattening_iterator<typename T::value_type>>;
3. 编写all_flattening_iterator<T>for 的特殊化时T,不是容器(使用默认模板bool参数),它只是一个常规迭代器.

Answer 2

好吧，这不是一个完整的解决方案 - 但我没时间了。因此，当前它实现的不是一个完整的迭代器，而是一个类似迭代器的简化类，它定义了类似此接口的内容，并且需要 C++11。我在 g++4.7 上测试过：

template<typename NestedContainerType, typename Terminator>
class flatten_iterator
{
    bool complete();
    void advance();
    Terminator& current();
};

嵌套容器类型在哪里NestedContainerType（令人惊讶），而 Terminator 是您想要从扁平化中取出的最里面的东西的类型。

下面的代码可以工作，但这肯定没有经过广泛的测试。完全包装它（假设您只对向前推进感到满意）不应该是太多工作，特别是如果您使用boost::iterator_facade.

#include <list>
#include <deque>
#include <vector>

#include <iostream>

template<typename ContainerType, typename Terminator>
class flatten_iterator
{
public:
    typedef flatten_iterator<typename ContainerType::value_type, Terminator> inner_it_type;
    typedef typename inner_it_type::value_type value_type;

    flatten_iterator() {}
    
    flatten_iterator( ContainerType& container ) : m_it( container.begin() ), m_end( container.end() )
    {
        skipEmpties();
    }
    
    bool complete()
    {
        return m_it == m_end;
    }
    
    value_type& current()
    {
        return m_inner_it.current();
    }
    
    void advance()
    {
        if ( !m_inner_it.complete() )
        {
            m_inner_it.advance();
        }
        if ( m_inner_it.complete() )
        {
            ++m_it;
            skipEmpties();
        }
    }
    
private:
    void skipEmpties()
    {
        while ( !complete() )
        {
            m_inner_it = inner_it_type(*m_it);
            if ( !m_inner_it.complete() ) break;
            ++m_it;
        }
    }

private:
    inner_it_type                    m_inner_it;
    typename ContainerType::iterator m_it, m_end;
};


template<template<typename, typename ...> class ContainerType, typename Terminator, typename ... Args>
class flatten_iterator<ContainerType<Terminator, Args...>, Terminator>
{
public:
    typedef typename ContainerType<Terminator, Args...>::value_type value_type;
    
public:
    flatten_iterator() {}
    
    flatten_iterator( ContainerType<Terminator, Args...>& container ) :
        m_it( container.begin() ), m_end( container.end() )
    {
    }
    
    bool complete()
    {
        return m_it == m_end;
    }
    
    value_type& current() { return *m_it; }
    void advance() { ++m_it; }
    
private:
    typename ContainerType<Terminator, Args...>::iterator m_it, m_end;
};

通过以下测试用例，它可以满足您的期望：

int main( int argc, char* argv[] )
{   
    typedef std::vector<int> n1_t;
    typedef std::vector<std::deque<short> > n2_t;
    typedef std::list<std::vector<std::vector<std::vector<double> > > > n4_t;
    typedef std::vector<std::deque<std::vector<std::deque<std::vector<std::list<float> > > > > > n6_t;
    
    n1_t n1 = { 1, 2, 3, 4 };
    n2_t n2 = { {}, { 1, 2 }, {3}, {}, {4}, {}, {} };
    n4_t n4 = { { { {1.0}, {},  {}, {2.0}, {} }, { {}, {} }, { {3.0} } }, { { { 4.0 } } } };
    n6_t n6 = { { { { { {1.0f}, {},  {}, {2.0f}, {} }, { {}, {} }, { {3.0f} } }, { { { 4.0f } } } } } };
    
    flatten_iterator<n1_t, int> i1( n1 );
    while ( !i1.complete() )
    {
        std::cout << i1.current() << std::endl;
        i1.advance();
    }
    
    flatten_iterator<n2_t, short> i2( n2 );
    while ( !i2.complete() )
    {
        std::cout << i2.current() << std::endl;
        i2.advance();
    }
    
    flatten_iterator<n4_t, double> i4( n4 );
    while ( !i4.complete() )
    {
        std::cout << i4.current() << std::endl;
        i4.advance();
    }
    
    flatten_iterator<n6_t, float> i6( n6 );
    while ( !i6.complete() )
    {
        std::cout << i6.current() << std::endl;
        i6.advance();
    }
}

因此，为每种容器类型打印以下内容：

1
2
3
4

请注意，它还不能与sets 一起使用，因为需要一些 foo 来处理set迭代器返回 const 引用的事实。供读者练习...:-)