C++ 比较共享指针的堆栈

Question

假设我有一个堆栈，其中包含 int 的共享指针，如下所示：

#include <stack>
#include <memory>

using namespace std;

int main()
{
    stack<shared_ptr<int>> s1;
    stack<shared_ptr<int>> s2;

    shared_ptr<int> v1 = make_shared<int>(1);
    shared_ptr<int> v2 = make_shared<int>(1);

    s1.push(v1);
    s2.push(v2);

    bool areEqual = s1 == s2; // This is false
}

如何让堆栈比较 shared_ptr 指向的实际值而不是指针本身？

Answer 1

std::stack 有一个受保护的成员c，它是底层容器类型的一个实例。您可以制作一个访问该变量的堆栈包装器，然后按如下方式比较底层容器的内容：

#include <iostream>
#include <stack>
#include <memory>
#include <algorithm>

using namespace std;

template<class stack_type>
struct stack_wrapper : stack_type
{
    auto begin() const
    {
        return stack_type::c.begin();
    }

    auto end() const
    {
        return stack_type::c.end();
    }
};

template<class stack_type>
const stack_wrapper<stack_type> &wrap(const stack_type &stack)
{
    return static_cast<const stack_wrapper<stack_type> &>(stack);
}

int main() {
    stack<shared_ptr<int>> s1;
    stack<shared_ptr<int>> s2;

    shared_ptr<int> v1 = make_shared<int>(1);
    shared_ptr<int> v2 = make_shared<int>(1);

    s1.push(v1);
    s2.push(v2);

    const auto &s1wrapper = wrap(s1);
    const auto &s2wrapper = wrap(s2);

    const auto is_equal = std::equal(s1wrapper.begin(),
        s1wrapper.end(),
        s2wrapper.begin(),
        s2wrapper.end(),
        [](auto &first, auto &second) {
            return first && second && *first == *second;
        });

    std::cout << is_equal << std::endl;
}

Answer 2

我喜欢。它准确地展示了 "encapsulating" 受保护的可访问性的真实情况。但是，将基础 class 子对象引用转换为派生的 class 子对象引用，然后将其视为一个子对象引用会很快导致未定义的行为。

然而，提取 c 成员的想法是合理的。我们可以通过一个简单的实用程序在没有 UB 风险的情况下做到这一点：

template<class S>
constexpr decltype(auto) stack_c(S&& s) {
    using base = std::decay_t<S>;
    struct extractor : base {
        using base::c;
    };
    constexpr auto c_ptr = &extractor::c;
    return std::forward<S>(s).*c_ptr;
}

由于表达式 &extractor::c works，我们实际上获得了一个指向 base 成员的指针（std::stack 特化），名为 c. extractor 的目的是通过 using 声明使名称可公开访问。

然后我们转发回对它的引用，值类别保留和所有。 @RealFresh 建议使用 std::equal:

bool areEqual = std::equal(
    stack_c(s1).begin(), stack_c(s1).end(),
    stack_c(s2).begin(), stack_c(s2).end(),
    [](auto const& p1, auto const& p2) {
        return first && second && (p1 == p2 || *p1 == *p2);
    }
);

See it live

C++ 比较共享指针的堆栈

C++ Compare stacks of shared pointers

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shared-ptr

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