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處理自定義矢量類

2022-05-17 22:24:54 軟體設計

我遇到過很多情況,我希望在向量中選擇一個專案,為此我撰寫了模板類:

// a vector wrapper which allows a specific item to be currently selected
template<typename T>
class  VectorSelectable
{
public:
    VectorSelectable() {};
    VectorSelectable(std::initializer_list<T> items) : m_Items(items) {};
    void Add(const T& v)                { m_Items.push_back(v); m_CurrentIndex = m_Items.size()-1; } // lvalue & refs
    void Add(T&& v)                     { m_Items.push_back(std::move(v)); m_CurrentIndex = m_Items.size()-1; } // rvalue
    void Remove(size_t index) { 
        assert(index < m_Items.size()); 
        m_Items.erase(m_Items.begin()   index);
        if(m_CurrentIndex != -1 && (int)index <= m_CurrentIndex) 
            m_CurrentIndex--; 
    }
    void RemoveCurrent()                { assert(m_CurrentIndex > -1 && m_CurrentIndex < (int)m_Items.size()); Remove(m_CurrentIndex); }
    T& CurrentItem()                    { assert(m_CurrentIndex > -1 && m_CurrentIndex < (int)m_Items.size()); return m_Items[m_CurrentIndex]; }
    T& operator [](size_t index)        { assert(index < Size()); return m_Items[index]; }
    // moves value of n_next onto n, and n_new onto n
    void ItemSwap(size_t n, size_t n_Next) {   
        assert(n < m_Items.size()); 
        assert(n_Next < m_Items.size()); 
        T itemBuf = std::move(m_Items[n]);                
        m_Items[n] = m_Items[n_Next];
        m_Items[n_Next] = std::move(itemBuf);
    }
    size_t Size()                       { return m_Items.size(); }
    const std::vector<T>& Data()        { return m_Items; }
    std::vector<T>* DataPtr()           { return &m_Items; }
    T* ItemPtr(size_t index)            { assert(index < m_Items.size()); return &m_Items[index]; }
    void SetCurrentIndex(int index)     { assert(index >= -1 && index < (int)m_Items.size()); m_CurrentIndex = index; }
    int& CurrentIndex()                 { return m_CurrentIndex; }
    bool HasItemSelected()              { return m_CurrentIndex != -1; }
private:
    std::vector<T> m_Items;
    int m_CurrentIndex = -1;
};

我也遇到了很多我想要一個 unique_ptrs 向量的場景(通常用于多型類),這看起來像這樣:

template<typename T>
class Vector_UniquePtrs
{
public:
    // Adds an Item (and returns a raw ptr to it)
    // usage: v.Add() ... (equivelent to v.Add<base_class>())
    template<typename... Args>
    T* Add(Args... args) {
        return Add<T>(args...);
    }
    // Adds a Polymorphic Item (and returns a raw ptr to it)
    // usage: v.Add<sub_class>()
    template<typename T2, typename... Args>
    T* Add(Args... args) {
        m_Items.push_back(std::unique_ptr<T>(new T2(args...)));
        return m_Items.back().get();
    }
    // Remove Item
    void Remove(size_t index) { 
        assert(index < m_Items.size()); 
        m_Items.erase(m_Items.begin()   index);
    }
    T* operator [](size_t index)            { assert(index < Size()); return m_Items[index].get(); }
    size_t Size()                       { return m_Items.size(); }
private:
    std::vector<std::unique_ptr<T>> m_Items;
};

我的問題是:

  • 我如何處理這兩種型別別的組合(例如 VectorSelectable<unique_ptr>),因為一個回傳 ptrs,另一個回傳參考,是撰寫全新類的唯一選擇嗎?

uj5u.com熱心網友回復:

您主要需要從界面中放入std::vector<std::unique_ptr<T>>VectorSelectable隱藏所有指標內容。對您的類進行一些小的更改,它可能如下所示:

#include <algorithm>
#include <cstddef>
#include <cstdint>
#include <memory>
#include <utility>
#include <vector>

template <typename T>
class VectorPtrSelectable {
public:
    VectorPtrSelectable() = default;

    VectorPtrSelectable(std::initializer_list<T> items) :
        m_CurrentIndex(items.size() - 1) 
    {
        m_Items.reserve(items.size());
        // fill `m_Items` from the initializer list ...
        std::transform(items.begin(), items.end(), std::back_inserter(m_Items),
            [](const T& item) {
                // ... by creating a unique_ptr from each element (transformation)
                return std::make_unique<T>(item);
            });
    };

    template <class U, class... Args>
    T& Add(Args&&... args) {
        // make `Add` forward to `make_unique`
        m_Items.emplace_back(std::make_unique<U>(std::forward<Args>(args)...));
        m_CurrentIndex = m_Items.size() - 1;
        // and return a reference instead
        return *m_Items.back();
    }

    template <class... Args>
    T& Add(Args&&... args) {
        // forward to Add<U>
        return Add<T>(std::forward<Args>(args)...);
    }

    void Remove(size_t index) {
        m_Items.erase(std::next(m_Items.begin(), index));
        if (m_CurrentIndex != static_cast<size_t>(-1) && index <= m_CurrentIndex)
            m_CurrentIndex--;
    }

    T& operator[](size_t index) { return *m_Items[index]; }
    const T& operator[](size_t index) const { return *m_Items[index]; }

    T& CurrentItem() { return *m_Items[m_CurrentIndex]; }
    const T& CurrentItem() const { return *m_Items[m_CurrentIndex]; }

    void SetCurrentIndex(size_t index) { m_CurrentIndex = index; }
    void RemoveCurrent() { Remove(m_CurrentIndex); }
    bool HasItemSelected() { return m_CurrentIndex != static_cast<size_t>(-1); }

    void ItemSwap(size_t n, size_t n_Next) {
        // simplified swapping:
        std::swap(m_Items[n], m_Items[n_Next]);
    }
    
    // make functions that does not change your instance const qualified:
    size_t CurrentIndex() const { return m_CurrentIndex; }
    size_t Size() const { return m_Items.size(); }

private:
    std::vector<std::unique_ptr<T>> m_Items;
    size_t m_CurrentIndex = static_cast<size_t>(-1);  // size_t for the index
};

示例用法:

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    VectorPtrSelectable<std::string> vs{"World", "Hello"};
    std::cout << vs.CurrentItem() << '\n';
    vs.ItemSwap(0, 1);
    std::cout << vs.CurrentItem() << '\n';
    vs.RemoveCurrent();
    std::cout << vs.CurrentItem() << '\n';
    std::cout << vs.Add("Add and get a reference") << '\n';
}

輸出:

Hello
World
Hello
Add and get a reference
  • 我做m_CurrentIndex了 asize_t因為這是慣用的,但是如果您想將其保留為int,那也可以。
  • std::next(m_Items.begin(), index)將與 執行相同的操作m_Items.begin() index,但在回傳的迭代器m_Items.begin()是普通指標的情況下, usingstd::next避免了有關使用指標算術的潛在警告。
  • 回傳參考而不是指向添加的元素的指標除了使界面更慣用之外沒有任何區別。這只是該課程的用戶可能期望的。回傳指標也會引發諸如“它可以回傳nullptr?等問題。
  • 添加的const限定函式使這些函式const也可以在背景關系中使用。
    template<class T>
    void foo(const VectorPtrSelectable<T>& vps) { // note: const&
        if(vps.Size() > 0) {
            std::cout << "the first element is " << vps[0] << '\n';
            std::cout << "the current element is " << vps.CurrentItem() << '\n';
        }
    }
    
    如果沒有const限定的多載,上面使用的三個成員函式都不能使用。

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