返回迭代器与松耦合

Returning Iterator vs Loose Coupling

本文关键字：耦合 迭代器 返回      更新时间：2023-10-16

我有一个关于我正在编写的数据结构体系结构的问题。我正在写一个图像类，我将在一个特定的算法中使用它。在这个算法中，我需要触摸图像中某个边界内的每个像素。我知道做这件事的经典方法是使用两个嵌套的for循环：

for(int i = ROW_BORDER; i < img->height - ROW_BORDER; i++)
    for(int j = COL_BORDER; j < img->width - COL_BORDER; j++)
        WHATEVER

不过，有人告诉我，在STL的风格中，通常最好返回迭代器，而不是像上面那个样使用循环。让迭代器查看图像中的每个像素会很容易，甚至可以很容易地合并边界约束，但我觉得包含边界会让耦合变得松散。

所以，问题是，我应该返回一个特殊的"边界排除迭代器"，使用for循环，还是有我没有想到的更好的方法？

为了避免像"好吧，只使用OpenCV或VXL！"这样的事情，我实际上并不是在写一个图像类，我正在写一个用于特征检测器的高斯金字塔差。也就是说，同样的问题也适用，写两个for循环比写三个或四个更简单。

为了有可重用的东西，我会使用map函数。

namespace your_imaging_lib {
    template <typename Fun>
    void transform (Image &img, Fun fun) {
        const size_t width = img.width(), 
                     size  = img.height() * img.width();
        Pixel *p = img.data();
        for (size_t s=0; s!=size; s+=width)
        for (size_t x=0; x!=width; ++x)
            p[x + s] = fun (p[x + s]);
    }
    template <typename Fun>
    void generate (Image &img, Fun fun) {
        const size_t width = img.width(), size = img.height();
        Pixel *p = img.data();
        for (size_t s=0, y=0; s!=size; s+=width, ++y)
        for (size_t x=0; x!=width; ++x)
            p[x + s] = fun (x, y);
    }
}

需要一些改进。例如，一些系统，如x，y在[0..1）.中

然后你可以像这样使用：

using namespace your_imaging_lib;
Image i = Image::FromFile ("foobar.png");
map (i, [](Pixel const &p) { return Pixel::Monochrome(p.r()); });

或

generate (i, [](int x, int y) { return (x^y) & 0xFF; });

如果您需要同时了解坐标（x和y），我保证与每次迭代都需要额外检查的迭代器相比，这将提供更好的性能。

另一方面，迭代程序将使你的东西可以与标准算法（如std::transform）一起使用，如果不需要像素位置，并且你的数据中没有很大的间距（间距用于对齐，通常在图形硬件表面上找到），你可以使它们几乎同样快。

我怀疑您应该使用访问者模式——而不是返回迭代器或某种项目集合，您应该将要对每个像素/项目执行的操作传递给保存项目的数据结构，数据结构应该能够将该操作应用于每个项目。无论您的数据结构使用for循环还是迭代器遍历隐藏的像素/任何集合，操作都与数据结构解耦。

IMHO有一个触及每个像素的迭代器听起来是个好主意。然而，对我来说，把边界限制包括在内听起来并没有那么吸引人。也许可以尝试实现这样的目标：

IConstraint *bc=new BorderConstraint("blue-border");
for(pixel_iterator itr=img.begin(); itr!=img.end(); itr++) {
    if(!bc->check(itr))
       continue;
    // do whatever
}

其中IConstraint是一个基类，可以派生该基类以生成许多不同的BorderConstraint。我的基本原理是迭代器以不同的方式迭代，但我认为它们不需要了解您的业务逻辑。这可以通过上面的Constraints抽象到另一个设计构造中。

对于位图数据，值得注意的是在流行的图像处理API中没有常用的基于迭代器的算法或数据集这应该是一个线索，表明它很难像常规2D阵列那样高效地实现。（感谢phresnel）

如果你真的需要/更喜欢无边界图像的迭代器，你应该发明一个新的概念来迭代。我的建议是类似于ImageArea。

class ImageArea: Image
{  int clipXLeft, clipXRight;
   int clipYTop, clipYBottom;
  public:
   ImageArea(Image i, clipXTop ... )

然后从那里构造迭代器。迭代器可以是透明的，以处理图像或图像中的区域。

另一方面，基于x/y索引的常规方法也不是一个坏主意。迭代程序在抽象数据集方面非常有用，但当您自己实现它们时会带来成本。

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