C++ 类型双关类

Question

我正在编写一些包装 std::unordered_map 类型的 C++ 代码，我想在其中隐藏基础类型并将其呈现为另一种类型。更具体地说，我想用另一种类型包装 std::unordered_map 中的 std::pair。为了争论，让我们假设包装看起来像这样......

template <typename ActualT >
class wrapper final
{
private:
    ActualT actual_;
public:
    //Some constructors...
    typename ActualT::first_type & get_first()
    {
        return actual_.first;
    }
    typename ActualT::second_type & get_second()
    {
        return actual_.second;
    }
};

我的理由是，由于包装器 class 只有一个成员是它所包装的确切类型，将引用从原始类型转换为包装器类型应该没问题，但类型兼容性for structs 声明成员应该具有相同的类型和名称以使类型兼容。以这种方式使用类型双关是否会导致未定义的行为或对齐问题？

using my_map = std::unordered_map < int, int >;
my_map m;
//Do some inserts...
reinterpret_cast<wrapper<typename my_map::value_type>&>(*m.find(10)).get_second() = 1.0;

我希望允许客户端代码访问地图的条目，而无需知道由地图return编辑的对。我还想编写一个自定义的前向迭代器，因此我需要 return 对条目的引用。将对这对的引用转换为对作为包装器的 class 的引用会被认为是危险的吗？

是否有更好的方法来完成此任务？

Answer 1

所以你可以清理它，但我不建议这样做:

#include <unordered_map>
#include <iostream>
using namespace std;

template <class Key, class Value>
class wrapper
{
public:
   explicit wrapper(std::pair<const Key, Value>& kvp)
      : _key{kvp.first}
      , _value{kvp.second}
   {}

   const Key& key() const { return _key; }
   Value& value()         { return _value; }

private:
   const Key& _key;
   Value& _value;
};

int main()
{
   unordered_map<int,int> m;

   m[1] = 1;
   m[3] = 3;

   auto it = m.find(1);

   wrapper w{*it};
   w.value() = 30;

   std::cout << w.key() << " -> " << w.value() << '\n';
}

以上内容有效地向 class 的用户隐藏了 pair。它不处理异常（例如 find() 返回 end()），也不保证生命周期。它比您拥有的要好一些，因为它不需要 reinterpret_cast 到不相关的类型。

但是，map、unordered_map、set 等将返回的迭代器成对存储只是库的一部分——它是规范形式，我看不到保护人们免受它的好处。

Answer 2

这绝对是未定义的行为。

认真重新考虑您的优先事项。

形式的一些免费函数

const my_map::key_type & MeaningfulNameHere(my_map::reference)

会给你有意义的名字大有帮助。

如果您必须用不同的名称包装标准库，只需使用非显式构造函数并存储引用即可。

template <typename Map>
class entry final
{
private:
    typename Map::reference ref;
public:
    entry(Map::reference ref) : ref(ref) {}

    const typename Map::key_type & key()
    {
        return ref.first;
    }
    typename Map::mapped_type & value()
    {
        return ref.second;
    }
};

如果您确实需要 迭代器取消对entry 的引用，您可以。但是您可以从 Map::iterator::operator* 返回的 Map::reference 中隐式实例化 entry，您不需要自定义迭代器。

template <typename Map>
class entry_iterator
{
private:
    typename Map::iterator it;
    entry<Map> entry;
public:
    entry<Map>& operator*() { return entry; }
    entry_iterator operator++() { ++it; entry = *it; return *this; }
    // etc
}

C++ 类型双关类

C++ type punning with classes

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