如何为类似STL的容器提供公共const迭代器和私有非const迭代器？

Question

我有一个类，其中包括std::list，并希望为const_iterator提供公共的begin()和end()，并为普通iterator提供私有的begin()和end()。

然而，编译器看到了私有版本，并抱怨它是私有的，而不是使用公共的const版本。

我知道C++不会根据返回类型（在这种情况下是const_iterator和iterator）进行重载，因此它选择非const版本，因为我的对象不是const。

除了调用begin()之前将我的对象强制转换为const或者不重载名字begin之外，是否有一种实现这个目标的方法？

我认为这是一个已知的模式，人们在以前解决过这个问题，并且想跟随通常的解决方案。

class myObject {
public:
  void doSomethingConst() const;
};

class myContainer {
public:
  typedef std::list<myObject>::const_iterator const_iterator;
private:
  typedef std::list<myObject>::iterator iterator;

public:
  const_iterator begin() const { return _data.begin(); }
  const_iterator end()   const { return _data.end();   }
  void reorder();
private:
  iterator begin() { return _data.begin(); }
  iterator end()   { return _data.end();   }
private:
  std::list<myObject> _data;
};

void myFunction(myContainer &container) {
  myContainer::const_iterator itr = container.begin();
  myContainer::const_iterator endItr = container.end();
  for (; itr != endItr; ++itr) {
    const myObject &item = *itr;
    item.doSomethingConst();
  }
  container.reorder(); // Do something non-const on container itself.
}

编译器的错误大概是这样的：

../../src/example.h:447: error: `std::_List_iterator<myObject> myContainer::begin()' is private
caller.cpp:2393: error: within this context
../../src/example.h:450: error: `std::_List_iterator<myObject> myContainer::end()' is private
caller.cpp:2394: error: within this context

Thanks.

-William

- WilliamKF

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据我所见，您的代码中没有继承，可能您应该更正“我正在私下派生一个类”的部分。 - Sad Developer

糟糕，编辑不同步了，感谢指出，现在已经纠正过来了。 - WilliamKF

如果您的非const begin和end是私有的容器，为什么要为它们提供私有函数？为什么不直接使用列表迭代器呢？ - Khaled Alshaya

Arak，一个原因可能是如果begin()/end()被保护而成员变量仍然是私有的。 - WilliamKF

Answer 1

从std::list派生是一个不好的想法（它不是设计用于派生的）。

使用类型为std::list的成员变量。

class myContainer
{
  std::list<myObject>   m_data;
  public:

    typedef std::list<myObject>::const_iterator myContainer::const_iterator;
  private:
    typedef std::list<myObject>::iterator myContainer::iterator;

  public:

    myContainer::const_iterator begin() const
    {
      return m_data.begin();
    }

    myContainer::const_iterator end() const 
    {
      return m_data.end();
    }

  private:
    myContainer::iterator begin()
    {
      return m_data.begin();
    }

    myContainer::iterator end()
    {
      return m_data.end();
    }
};

- Martin York

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已经更新了问题以反映这个好建议，尽管主要问题仍然存在。似乎唯一的解决方案是将私有变量重命名或在调用begin()/end()之前进行static_cast转换为const。 - WilliamKF

Answer 2

你需要更改私有的begin和end的名称。编译器不能仅凭返回类型区分它们。

这种方法对我有效：注意_begin_和_end_名称。

#include <list>


class myObject {};

class myContainer : private std::list<myObject> {
public:
    typedef std::list<myObject>::const_iterator const_iterator;
private:
    typedef std::list<myObject>::iterator iterator;

public:
  myContainer::const_iterator begin() const {
    return std::list<myObject>::begin();
  }
  myContainer::const_iterator end() const {
    return std::list<myObject>::end();
  }
private:
  myContainer::iterator _begin() {
    return std::list<myObject>::begin();
  }
  myContainer::iterator _end() {
    return std::list<myObject>::end();
  }
};

void myFunction(myContainer &container) {
  myContainer::const_iterator aItr = container.begin();
  myContainer::const_iterator aEndItr = container.end();
  for (; aItr != aEndItr; ++aItr) {
    const myObject &item = *aItr;
    // Do something const on container's contents.
  }
}

int main(){
    myContainer m;
    myFunction(m);
}

- fabrizioM

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尽管在这里重命名可能会解决问题，但如果您想将对象放入期望 begin() 和 end() 的通用函数中，仍然会遇到麻烦... - xtofl

似乎这是唯一可行的选择，除了为每个调用者执行static_cast<const myContainer>(container).begin()/end()。 - WilliamKF

@Emilie Cormier 我不知道那个。谢谢！在Python中，使用前导_来命名私有成员是一种常见的习惯用法。 @xtofl，如果这些函数是私有的，除了类本身之外，没有人可以使用它，你说的通用函数是什么？有例子吗？ - fabrizioM

Answer 3

我认为你唯一的选择是重命名私有方法（如果你需要它们的话）。

此外，我认为你应该重新命名typedefs：

class MyContainer
{
public:
     typedef std::list<Object>::const_iterator iterator;
     typedef iterator const_iterator;

     const_iterator begin() const;
     const_iterator end() const;

private:
     typedef std::list<Object>::iterator _iterator;
     _iterator _begin();
     _iterator _end();
     ...
};

容器应该typedef iterator和const_iterator。一个接受非const实例的通用函数可能希望使用iterator typedef - 即使它不打算修改元素。(例如，BOOST_FOREACH。)

就const正确性而言，这样做是可以的，因为如果通用函数实际上尝试修改对象，真正的迭代器类型(即const_iterator)不会让它这样做。

作为测试，以下内容应该能够与您的容器一起编译：

int main()
{
    myContainer m;
    BOOST_FOREACH(const myObject& o, m) 
    {}
}

请注意，m并非const，但我们仅尝试获取所包含类型的const引用，因此应该是允许的。

- UncleBens

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糟糕，他比我早几秒钟发了帖子！ - Potatoswatter

请参阅https://dev59.com/KHVC5IYBdhLWcg3woSxW。 - Emile Cormier

@Emile：据我所知，使用一个下划线后跟一个小写字符是可以的。但个人而言，我确实不会使用这种风格。 - UncleBens

Answer 4

你可能想要将你的方法Myfunction的签名更改为这样：

void myFunction(const myContainer &container) 

因为const方法只会在const对象上调用。目前发生的情况是，您正在尝试调用一个非const方法，而在您的情况下该方法是私有的。

- mukeshkumar

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但在某些情况下，这还不够，已更新测试用例以反映此情况。 - WilliamKF