高效地在 vector<shared_ptr<T>> 和 vector<shared_ptr<const T>> 之间进行转换

Question

我有一个类：

class X {
  vector<shared_ptr<T>> v_;

 public:
  vector<shared_ptr<const T>> getTs() { return v_; }
};

它有一个类型为T的shared_ptr类型的向量。由于某种原因，它需要公开一种方法来返回该向量。然而，我不希望修改向量内容，也不希望被指向的对象被修改。所以我需要返回一个vector类型的shared_ptr<const T>向量。

我的问题是，是否有有效的方法实现这个目标？如果我直接返回它，它可以工作，但它需要重构一个向量，这有点贵。

谢谢。

- Kan Li

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它实际上太贵了吗？你有进行过测量吗？ - Kerrek SB

一个非复制转换本质上不是非const安全的吗？想象一下，如果类的客户端调用了getTs().push_back(shared_ptr_to_truly_const_object)；那么你的类可以通过v_修改truly_const_object。（这也是为什么没有从T **到const T **的隐式转换的原因。） - ruakh

@icando：这并不意味着它实际上是你代码中的瓶颈。;-] - ildjarn

@ruakh：关键是，在这里，vector<T> const&将无法达到目的，因为他有一个vector<shared_ptr<T>>并且想要返回一个vector<shared_ptr<T const>>。我总体上同意你的观点，但在这种情况下，这根本不是一个选项。 - ildjarn

@ruakh：我也留了一条评论而不是答案。我认为在评论中没有必要那么详细。;-] - ildjarn

Answer 1

你不能直接这样做 - 但你可以在你的容器上定义“视图”，如果你想确保你的指针是const，那么你可以做非常相似的事情：

boost::any_range<
  std::shared_ptr<const int>,
  boost::random_access_traversal_tag,
  std::shared_ptr<const int>,
  std::ptrdiff_t
> foo(std::vector<std::shared_ptr<int>>& v)
{
  return v;
}

一个简单的转换迭代器适配器/转换范围也可以起到作用，我只是用它来说明这一点。

- ltjax

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KitsuneYMG的回答和这个都符合我的需求。 - Kan Li

请注意，如果您使用此方法，由于底层容器是 std::vector<>，因此您可以使用 boost::random_access_traversal_tag 来允许对视图进行随机访问遍历，而不仅限于前向遍历。 - ildjarn

又是 Boost 的另一个部分，我需要去调查一下。我真希望我们在工作开发中的手不被 C89 绑住。诅咒你，Mathworks！ - KitsuneYMG

Answer 2

为什么不将它作为一组 iterator 返回？

class X {
  vector<shared_ptr<T>> v_;
  class const_iterator : std::iterator< std::bidirectional_iterator_tag, T >
  {
    vector<shared_ptr<T>>::iterator it;
    const_iterator( vector<shared_ptr<T>>::iterator& v ) :it (v) { }
    const T& operator*() { return const_cast<const T>( **it ); }
    //forward all methods
  }

   public:
  const_iterator ts_begin() { return const_iterator(v_.begin()); }
  const_iterator ts_end() { return const_iterator(v_.end()); }
};

或者类似的东西？这可以让您完全控制类型以及如何访问它。此外，您可以稍后更改类型而不更改API。

- KitsuneYMG

Answer 3

你正在按值返回，因此无论您返回原始向量的副本、向量的副本还是shared_ptr<T const> 的向量的副本，成本都相同: 一个内存分配和 N 个原子增量(约)。

如果您想避免创建返回的向量（即通过值返回），那么这是不可能的，因为不同的模板实例化是不相关的类型，无论模板参数有多相关。

- David Rodríguez - dribeas

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也许我没有表达清楚问题，抱歉我的英语不好。我试图实现类似于 const vector<shared_ptr<const T>>& getTs() { return v_; } 的东西。然而，这样做行不通，因为C++认为 shared_ptr<const T> 和 shared_ptr<T> 不是相同的类型。 - Kan Li

回复：第一段：我相信原帖作者已经理解了这一点。因此他/她说：“如果我只是返回它，它可以工作，但需要重构一个向量，这有点昂贵。”（我假设他/她所说的“只是返回它”是指“按值返回它”。） - ruakh

@icando：是的，那是第二段... shared_ptr<T> 和 shared_ptr<T const> 是完全不相关的类型，所以这是不可能的。 - David Rodríguez - dribeas