如何为 class 提供多个 begin/end 代理

Question

鉴于 classes

struct Data
{
  void bar() const;
  void baz();
}

class Foo
{
  std::vector<Data> data;
  std::map<size_t, Data> indexed_data;
}

我想在 class Foo 中实现一些功能，以便我可以执行以下操作：

int main()
{
  Foo foo;

  for(const auto& data : foo.data())
    data.bar();

  for(auto& data : foo.indexed_data())
    data.baz();

  const auto& foo_ref = foo;
  for(auto& data : foo_ref.data())
    data.baz();  // constness violated, shouldn't compile
}

但是，我不想通过仅返回对容器的引用来公开 class 内部结构。我可能还会使用 classes，其中我想要迭代的范围未实现为容器。所以我基本上想创建某种代理对象，它只是 begin/end 对的包装器，这样我就可以在我的 class 中迭代多个东西。此外，我希望它如上所示是 const 正确的。有什么众所周知的模式可以实现这一点吗？

Answer 1

考虑三种情况。

如果您想授予对内部数据的完全访问权限，只需为 return 创建一个函数：（简单地创建成员 public 也是一种选择）

class C {
public:
          Type& data()       { return data_; }
    const Type& data() const { return data_; }
private:
    Type data_;
};

如果您想要 read-only 访问您的内部数据，只需删除 non-const 重载：

class C {
public:
    const Type& data() const { return data_; }
private:
    Type data_;
};

如果您想授予 element-only 访问内部数据的权限，即您对每个单独的元素具有可变访问权限（当 C 本身是 non-const 时），但是您无法更改容器本身（例如，插入新元素），您需要 return 代理。从 C++20 开始，我们可以 return a std::ranges::ref_view:

class C {
public:
    auto data()       { return std::ranges::ref_view(data_); }
    auto data() const { return std::ranges::ref_view(data_); }
private:
    Type data_;
};

如果 C++20 不可用，您可以使用 Ranges library。这样，用户可以访问各个元素，但不能更改容器本身。

或者，您可以编写自己的（极简主义）代理：

template <typename R>
class Proxy {
public:
    explicit Proxy(R& r) :range{r} {}
    auto begin() const { return range.begin(); }
    auto   end() const { return range.end(); }
private:
    R& range;
};

那么你可以return Proxy{data_}:

class C {
public:
    auto data()       { return Proxy{data_}; }
    auto data() const { return Proxy{data_}; }
private:
    Type data_;
};

在C++17之前，你可以这样写而不需要class模板参数推导：

class C {
public:
    auto data()       { return Proxy<      Type>{data_}; }
    auto data() const { return Proxy<const Type>{data_}; }
private:
    Type data_;
};

如何为 class 提供多个 begin/end 代理

How to provide multiple begin/end proxies for a class

c++

iterator

const-correctness

range

c++14