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C++變換迭代器使用方法小結(jié)

 更新時(shí)間：2025年04月07日 11:11:28   作者：點(diǎn)云SLAM  
本文主要介紹了C++變換迭代器使用方法小結(jié),文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

1、源碼

template<class _UnaryFuncT, class _SourceIteratorT, class _SourceValueT, class _ValueT>
        class transform_iterator :
            public __composition_iterator<transform_iterator<_UnaryFuncT, _SourceIteratorT, _SourceValueT, _ValueT>,
            _SourceIteratorT, _SourceValueT> {
        public:
            using __parent_t = __composition_iterator<transform_iterator<_UnaryFuncT, _SourceIteratorT, _SourceValueT, _ValueT>,
                _SourceIteratorT, _SourceValueT>;
            typedef convert_pointer_t<_SourceIteratorT, _ValueT> __pointer_t;
            typedef std::iterator_traits<__pointer_t> __std_iterator_traits;
            _UnaryFuncT func;
            typedef typename _SourceIteratorT::iterator_category iterator_category;
            typedef typename _SourceIteratorT::difference_type difference_type;
            typedef typename __std_iterator_traits::value_type value_type;
            typedef typename __std_iterator_traits::pointer pointer;
            typedef typename __std_iterator_traits::reference reference;

            transform_iterator() : __parent_t() {};

            transform_iterator(_SourceIteratorT const& it, _UnaryFuncT f) : func(f), __parent_t(it) {}

            explicit transform_iterator(_SourceIteratorT const& it) : __parent_t(it) {};

            transform_iterator(const transform_iterator& other) : __parent_t(other.source_it), func(other.func) {}

            transform_iterator& operator=(const transform_iterator& other) {
                this->source_it = other.source_it;
                this->func = other.func;
                return *this;
            }

            transform_iterator(transform_iterator&& other) : __parent_t(other.source_it), func(other.func) {
                this->source_it = other.source_it;
            }

            transform_iterator& operator=(transform_iterator&& other) {
                this->source_it = other.source_it;
                this->func = other.func;
                return *this;
            }

            inline reference operator*() const { return func(*this->source_it); }

            inline pointer operator->() const { return &func(*this->source_it); }

            template<typename ReferenceT = reference>
            inline std::enable_if_t<std::is_same_v<ReferenceT, reference>&&
                std::is_same_v<iterator_category, std::random_access_iterator_tag>, ReferenceT>
                operator[](difference_type __n) const {
                static_assert(std::is_same_v<iterator_category, std::random_access_iterator_tag>);
                return func(this->source_it[__n]);
            }

            inline const pointer base() const { return &func(*(this->source_it)); }

        };


        /*!
         * @brief   Convenient method to make a transform_iterator with template deduction, for a given Conversion
         */
        template<typename _ConversionT, typename _SourceIteratorT>
        slam::transform_iterator<_ConversionT,
            _SourceIteratorT,
            typename _SourceIteratorT::value_type,
            typename _ConversionT::value_type> make_transform(_SourceIteratorT it,
                _ConversionT) {
            static_assert(std::is_same_v<typename _ConversionT::conversion_category, reference_conversion_tag>,
                "A transform iterator can only be applied with a conversion mapping two references");
            return slam::transform_iterator<_ConversionT, _SourceIteratorT,
                typename _SourceIteratorT::value_type, typename _ConversionT::value_type>(it);
        };

        /**
         * @brief Returns the pair <begin, end> transform iterators of a collection, for a given Conversion
         */
        template<typename _ConversionT, typename _SourceCollection>
        std::pair<slam::transform_iterator<_ConversionT,
            typename _SourceCollection::iterator,
            typename _SourceCollection::iterator::value_type,
            typename _ConversionT::value_type>,
            slam::transform_iterator<_ConversionT,
            typename _SourceCollection::iterator,
            typename _SourceCollection::iterator::value_type,
            typename _ConversionT::value_type>> make_transform_collection(_SourceCollection& collection,
                _ConversionT) {
            static_assert(std::is_same_v<typename _ConversionT::conversion_category, reference_conversion_tag>,
                "A transform iterator can only be applied with a conversion mapping two references");
            return {
                    make_transform(collection.begin(), _ConversionT()),
                    make_transform(collection.end(), _ConversionT())
            };
        }

        /**
         * @brief Returns the pair <begin, end> transform iterators of a collection, for a given Conversion
         */
        template<typename _ConversionT, typename _SourceCollection>
        std::pair<slam::transform_iterator<_ConversionT,
            typename _SourceCollection::const_iterator,
            typename _SourceCollection::const_iterator::value_type,
            typename _ConversionT::value_type>,
            slam::transform_iterator<_ConversionT,
            typename _SourceCollection::const_iterator,
            typename _SourceCollection::const_iterator::value_type,
            typename _ConversionT::value_type>> make_transform_collection(const _SourceCollection& collection,
                _ConversionT) {
            static_assert(std::is_same_v<typename _ConversionT::conversion_category, reference_conversion_tag>,
                "A transform iterator can only be applied with a conversion mapping two references");
            return {
                    make_transform(collection.begin(), _ConversionT()),
                    make_transform(collection.end(), _ConversionT())
            };
        }

2、代碼解析

代碼解析：transform_iterator

該代碼定義了一個(gè)**transform_iterator（變換迭代器）**，它將一個(gè)迭代器的值通過(guò) UnaryFunction（一元函數(shù)）轉(zhuǎn)換為不同類型的值，從而提供了一種在迭代時(shí)進(jìn)行值轉(zhuǎn)換的方式。

1. transform_iterator 類解析

該類繼承自 __composition_iterator，是一個(gè)泛型迭代器，它的核心功能是：

  • 存儲(chǔ)一個(gè)基礎(chǔ)迭代器（_SourceIteratorT）
  • 存儲(chǔ)一個(gè)轉(zhuǎn)換函數(shù)（_UnaryFuncT）
  • 在 operator*() 及 operator->() 中，應(yīng)用轉(zhuǎn)換函數(shù)

1.1 transform_iterator 的主要成員

template<class _UnaryFuncT, class _SourceIteratorT, class _SourceValueT, class _ValueT>
class transform_iterator :
    public __composition_iterator<transform_iterator<_UnaryFuncT, _SourceIteratorT, _SourceValueT, _ValueT>,
    _SourceIteratorT, _SourceValueT> {
  • _UnaryFuncT：一個(gè)一元函數(shù)（如 lambda、仿函數(shù)或函數(shù)指針），用于轉(zhuǎn)換值。
  • _SourceIteratorT：源迭代器類型（如 std::vector<int>::iterator）。
  • _SourceValueT：源迭代器的值類型。
  • _ValueT：轉(zhuǎn)換后值的類型。

1.2 主要類型定義

using __parent_t = __composition_iterator<transform_iterator<_UnaryFuncT, _SourceIteratorT, _SourceValueT, _ValueT>, 
                _SourceIteratorT, _SourceValueT>;

typedef convert_pointer_t<_SourceIteratorT, _ValueT> __pointer_t;
typedef std::iterator_traits<__pointer_t> __std_iterator_traits;
  • __parent_t：繼承自 __composition_iterator，封裝了基本的迭代器功能。
  • __pointer_t：用于獲取指向 _ValueT 的指針類型。
  • __std_iterator_traits：用于提取標(biāo)準(zhǔn)迭代器的 value_type、pointer、reference 等類型。

1.3 迭代器所需的類型

typedef typename _SourceIteratorT::iterator_category iterator_category;
typedef typename _SourceIteratorT::difference_type difference_type;
typedef typename __std_iterator_traits::value_type value_type;
typedef typename __std_iterator_traits::pointer pointer;
typedef typename __std_iterator_traits::reference reference;

這些類型是標(biāo)準(zhǔn)迭代器需要提供的基本類型。

2. transform_iterator 的構(gòu)造函數(shù)

transform_iterator() : __parent_t() {};
  • 默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，創(chuàng)建空的 transform_iterator。
transform_iterator(_SourceIteratorT const& it, _UnaryFuncT f) : func(f), __parent_t(it) {}
  • 通過(guò) it（源迭代器）和 f（轉(zhuǎn)換函數(shù)）初始化。
explicit transform_iterator(_SourceIteratorT const& it) : __parent_t(it) {};
  • 僅使用源迭代器初始化，轉(zhuǎn)換函數(shù)未提供。
transform_iterator(const transform_iterator& other) : __parent_t(other.source_it), func(other.func) {}
  • 復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。
transform_iterator(transform_iterator&& other) : __parent_t(other.source_it), func(other.func) {
    this->source_it = other.source_it;
}
  • 移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)。

3. 重載運(yùn)算符

3.1 operator*（解引用運(yùn)算符）

inline reference operator*() const { return func(*this->source_it); }
  • 通過(guò) func 對(duì) source_it 指向的值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并返回結(jié)果。

3.2 operator->（指針訪問(wèn)運(yùn)算符）

inline pointer operator->() const { return &func(*this->source_it); }
  • 計(jì)算轉(zhuǎn)換后的值，并返回指針。

3.3 operator[]（隨機(jī)訪問(wèn)）

template<typename ReferenceT = reference>
inline std::enable_if_t<std::is_same_v<ReferenceT, reference> &&
    std::is_same_v<iterator_category, std::random_access_iterator_tag>, ReferenceT>
    operator[](difference_type __n) const {
    static_assert(std::is_same_v<iterator_category, std::random_access_iterator_tag>);
    return func(this->source_it[__n]);
}
  • 僅當(dāng)?shù)髦С?nbsp;隨機(jī)訪問(wèn)（random access） 時(shí)，允許使用 operator[]。

4. make_transform 函數(shù)

該函數(shù)用于創(chuàng)建 transform_iterator 對(duì)象，并根據(jù) _ConversionT 自動(dòng)推導(dǎo)類型。

template<typename _ConversionT, typename _SourceIteratorT>
slam::transform_iterator<_ConversionT, _SourceIteratorT, 
    typename _SourceIteratorT::value_type, typename _ConversionT::value_type>
    make_transform(_SourceIteratorT it, _ConversionT) {
    static_assert(std::is_same_v<typename _ConversionT::conversion_category, reference_conversion_tag>,
        "A transform iterator can only be applied with a conversion mapping two references");
    return slam::transform_iterator<_ConversionT, _SourceIteratorT, 
        typename _SourceIteratorT::value_type, typename _ConversionT::value_type>(it);
}
  • _ConversionT：轉(zhuǎn)換邏輯，必須是引用轉(zhuǎn)換（reference_conversion_tag）。
  • _SourceIteratorT：源容器的迭代器類型。
  • typename _SourceIteratorT::value_type：源數(shù)據(jù)類型。
  • typename _ConversionT::value_type：轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)類型。

5. make_transform_collection

該函數(shù)用于 創(chuàng)建 transform_iterator 迭代整個(gè)集合。

5.1 非常規(guī)版本

template&lt;typename _ConversionT, typename _SourceCollection&gt;
std::pair&lt;slam::transform_iterator&lt;_ConversionT,
    typename _SourceCollection::iterator,
    typename _SourceCollection::iterator::value_type,
    typename _ConversionT::value_type&gt;,
    slam::transform_iterator&lt;_ConversionT,
    typename _SourceCollection::iterator,
    typename _SourceCollection::iterator::value_type,
    typename _ConversionT::value_type&gt;&gt; 
    make_transform_collection(_SourceCollection&amp; collection, _ConversionT) {
    static_assert(std::is_same_v&lt;typename _ConversionT::conversion_category, reference_conversion_tag&gt;,
        "A transform iterator can only be applied with a conversion mapping two references");
    return {
        make_transform(collection.begin(), _ConversionT()),
        make_transform(collection.end(), _ConversionT())
    };
}
  • 創(chuàng)建 begin 和 end 的 transform_iterator。

5.2 const 版本

template&lt;typename _ConversionT, typename _SourceCollection&gt;
std::pair&lt;slam::transform_iterator&lt;_ConversionT,
    typename _SourceCollection::const_iterator,
    typename _SourceCollection::const_iterator::value_type,
    typename _ConversionT::value_type&gt;,
    slam::transform_iterator&lt;_ConversionT,
    typename _SourceCollection::const_iterator,
    typename _SourceCollection::const_iterator::value_type,
    typename _ConversionT::value_type&gt;&gt; 
    make_transform_collection(const _SourceCollection&amp; collection, _ConversionT) {
    return {
        make_transform(collection.begin(), _ConversionT()),
        make_transform(collection.end(), _ConversionT())
    };
}
  • 適用于 const 容器。

總結(jié)

  • transform_iterator 包裝原始迭代器，并在訪問(wèn)時(shí)應(yīng)用轉(zhuǎn)換函數(shù) _UnaryFuncT。
  • operator*() 和 operator->() 應(yīng)用轉(zhuǎn)換邏輯。
  • make_transform 創(chuàng)建 transform_iterator。
  • make_transform_collection 創(chuàng)建整個(gè)集合的 transform_iterator（begin() 和 end()）。

這種模式適用于 懶加載轉(zhuǎn)換，避免顯式創(chuàng)建新數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提高效率。

到此這篇關(guān)于C++變換迭代器使用方法小結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++變換迭代器使用內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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