c++ - 如何使我的迭代器类看起来不像容器类？

前提

说我有一个容器类Box，它提供内部类const_iterator和iterator。因为我希望iterator可转换为const_iterator，所以后者继承自前者:

class Box {
  // ...
public:
  class const_iterator : public std::iterator<std::random_access_iterator_tag, const int> { /* ... */ };
  class iterator : public const_iterator { /* ... */ };
  // ...
};

问题

现在，我想使用Google Test来测试这些类。让我们断言begin()和end()不会返回相同的东西:

const Box a;
EXPECT_NE(a.begin(), a.end());

向编译错误问好:

clang :no member named 'begin' in 'Box::const_iterator'

g++:‘const class Box::const_iterator’ has no member named ‘begin’

原因

一些研究使我在Google Test源代码中找到this template(请参阅扩展文档的链接):

typedef int IsContainer;
template <class C>
IsContainer IsContainerTest(int /* dummy */,
                            typename C::iterator* /* it */ = NULL,
                            typename C::const_iterator* /* const_it */ = NULL) {
  return 0;
}

这种模板魔术的结果是，如果EXPECT_*的参数具有iterator和const_iterator成员类，则假定该类型为容器类。知道这一点，当期望失败时，Google Test可以打印出易于阅读的报告，这很好。

但是，有一点细节:

// Note that we look for both C::iterator and C::const_iterator.  The
// reason is that C++ injects the name of a class as a member of the
// class itself (e.g. you can refer to class iterator as either
// 'iterator' or 'iterator::iterator').  If we look for C::iterator
// only, for example, we would mistakenly think that a class named
// iterator is an STL container.

所以如果我理解正确的话，这意味着

Box::const_iterator本身作为名为const_iterator的成员类，而std::iterator作为名为iterator的成员类。

Box::iterator本身作为名为iterator的成员类，而Box::const_iterator作为名为const_iterator的成员类。

因此，我的两个迭代器类都看起来像Google Test的容器类!

问题

如何设计迭代器类，使它们看起来不像容器？

我尝试过的事情:

声明std::iterator的const_iterator父类(super class)为private。这通过隐藏const_iterator成员类解决了iterator的问题，但是除非a.begin()是EXPECT_NE，否则它仍然不允许我将a作为参数传递给const。出于某种原因，似乎Google测试使用iterator begin()而不是const_iterator begin() const。

完全删除std::iterator父类(super class)。这是一个坏主意吗？我想我必须手动声明我的std::iterator_traits，如果不扩展std::iterator，我还会失去什么吗？

声明Box::const_iterator的Box::iterator父类(super class)为private。这可能是选项，也可能不是选项，因为我不得不重新声明我想重用的方法(例如operator++)。

还有其他我忽略的东西吗？

这个例子

#include<iterator>
#include <memory> //unique_ptr<T>
#include <gtest/gtest.h>

class ThreeInts {
  std::unique_ptr<int[]> v;

  public:
  ThreeInts() : v(new int[3]) { v[0] = 0; v[1] = 1; v[2] = 2; };
  ThreeInts(int val) : ThreeInts() { v[0] = val; v[1] = val; v[2] = val; };

  bool operator==(const ThreeInts& other) const {
    return v[0] == other.v[0] && v[1] == other.v[1] && v[2] == other.v[2];
  }

  class const_iterator : public std::iterator<std::random_access_iterator_tag, const int> {
  protected:
    int* p;
  public:
    explicit const_iterator(int* p) : p(p) {}
    const_iterator& operator++() { ++p; return *this; }
    bool operator==(const const_iterator& rhs) const { return p == rhs.p; }
    bool operator!=(const const_iterator& rhs) const { return p != rhs.p; }
    int operator*() const { return *p; }
  };

  class iterator : public const_iterator {
  public:
    explicit iterator(int* p) : const_iterator(p) {}
    int& operator*() const { return *p; }
  };

  iterator begin() { return iterator(v.get()); }
  iterator end() { return iterator(v.get()+3); }
  const_iterator begin() const { return const_iterator(v.get()); }
  const_iterator end() const { return const_iterator(v.get()+3); }
};

TEST(ThreeInts, ThisTestCompilesAndPrettyFailureMessagesAreShown) {
  const ThreeInts a(1), b(2);
  ThreeInts c(1), d(2);
  EXPECT_EQ(a, b);
  EXPECT_EQ(a, c);
  EXPECT_EQ(c, d);
}

TEST(ThreeInts, ThisTestCompilesIfTheStdIteratorParentIsPrivate) {
  const ThreeInts a;
  EXPECT_NE(a.begin(), a.end());
}

TEST(ThreeInts, ThisTestAlsoCompilesIfTheStdIteratorParentIsPrivateButItIsAHassle) {
  ThreeInts a;
  ThreeInts::const_iterator beg = a.begin();
  ThreeInts::const_iterator end = a.end();
  //EXPECT_NE(beg, end); // Compile error unless the std::iterator superclass is private
}

TEST(ThreeInts, ThisTestDoesNotCompileEvenIfTheStdIteratorParentIsPrivate) {
  ThreeInts a;
  //EXPECT_NE(a.begin(), a.end());
}

int main(int argc, char **argv) {
  ::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
  return RUN_ALL_TESTS();
}

最佳答案

ThreeInts::iterator不应继承自ThreeInts::const_iterator，而应分别实现。

class ThreeInts::iterator : public std::iterator< std::random_access_iterator_tag, int> { ... }
class ThreeInts::const_iterator : public std::iterator< std::random_access_iterator_tag, const int> { ... }

问题似乎在于，否则ThreeInts::const_iterator都具有名为const_iterator和iterator的成员(也称为构造函数)。同样，使iterator继承自const_iterator并不是const正确的，因为const_iterator应该只保存一个指针/类似于const数据。 STL容器还将两个迭代器分开。

在该代码中，只需定义简单的定义即可，而不是定义迭代器类

using iterator = int*;
using const_iterator = const int*;

关于c++ - 如何使我的迭代器类看起来不像容器类？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/26347052/