是否可以在C++中有一个转换迭代器

Is it Possible to Have a Transforming Iterator in C++?

本文关键字：有一个 转换 迭代器 C++ 是否      更新时间：2023-10-16

假设我有一个C++迭代器，它不仅遍历数据结构，而且在取消引用时对元素应用转换。

作为一个实际示例，下面是一个迭代器，它遍历位图中的像素，将特定于位图的像素格式转换为方便的结构：

class ConstPixelIterator {
  public: struct Pixel {
    float Red;
    float Green;
    float Blue;
    float Alpha;
  };
  public: ConstPixelIterator(const Bitmap &bitmap);
  // ...standard iterator functionality...
  public: Pixel operator *() {
    // Read from memory and convert pixel format-specific bytes into Pixel structure
  }
};

现在，如果我想实现一个非常量迭代器（即让用户修改像素），最好的方法是什么？

我考虑过的一些想法：

  • 我可以将访问器方法放在Pixel结构中而不是普通字段中，并为其所有者提供对呼叫总部的引用。但是，这意味着如果用户更改了 R、G、B 和 A，我将像素转换为位图的像素格式 4 次，写入内存 4 次。

  • 我可以从迭代器返回一个 Pixel 引用，并为其提供一个Update()方法，如果像素发生更改，则需要调用该方法。这将是不直观的，并且有用户忘记拨打Update的风险。

  • 我总是可以按值返回Pixel并提供一个特殊的赋值运算符。确实破坏了标准的迭代器模式 - 在不取消引用的情况下分配给迭代器应该移动迭代器，而不是更新它指向的元素

我们在std::vector<bool>::iterator中有一个现有的例子 - 它必须拉一些技巧来写入一个位。

一种解决方案是返回ProxyPixel。它保留对原始像素的引用。您说过更新 R，G，B，A 可能会导致 4 次写入。这是真的，也是可以理解的。在第一次写入 R 之后，基础映像毕竟应该具有更新的 R 值。

或者你愿意接受最终的更新吗？在这种情况下，您可以延迟写回 ProxyPixel::~ProxyPixel 。是的，随着代理像素的更改，底层图像将暂时不同步，但效率会更高。合理的权衡。

我可以将访问器方法放在 Pixel 结构中而不是普通字段中，并为其所有者提供对呼叫总部的引用。但是，这意味着如果用户更改了 R、G、B 和 A，我将像素转换为位图的像素格式 4 次，写入内存 4 次。

这推动了德墨忒耳定律（像素不应更改位图以设置其自身的值）;你不应该这样做。

我可以从迭代器返回一个 Pixel 引用，并为其提供一个 Update（） 方法，如果像素发生更改，则需要调用该方法。这将是不直观的，并且有用户忘记调用更新的风险。

这是一个有点糟糕的界面，因为如果不记住东西，正确使用会很棘手。它还违反了德墨忒耳的布局（您不应该通过像素更新位图）。

我总是可以按值返回 Pixel 并提供一个特殊的赋值运算符。确实破坏了标准的迭代器模式 - 在不取消引用的情况下分配给迭代器应该移动迭代器，而不是更新它指向的元素

不要這樣做;它違反了最小意外原則。

考虑使像素独立于位图（即像素不知道位图是什么）。

您应该能够轻松地将（有效）值设置到像素中（使用字段或Update(R, G, B, A)或类似内容的访问器），并让位图知道像素是什么以及如何从像素更新自身，使用以下一项（或多项）：

void Bitmap::Update(int x, int y, const Pixel& p);
void Bitmap::Fill(const Pixel& p);
void Bitmap::SetRange(SomeRangeObject r, const Pixel& p);

这样，对像素的更新操作将需要以下步骤：

  • 从位图中获取像素
  • 根据需要更新/转换像素
  • 从像素更新位图

这不包括谁会知道像素的位置（它们可能不应该是像素本身的一部分），但这是一个开始。

使用此实现，您的相互依赖关系保持较低（用于更新位图像素的功能保留在位图中，而不是在像素中），并且迭代模型是简单的（与标准迭代器相同）。

像素结构的成员可以作为属性实现。

这将允许您编写类似 

iter->r = 0;

它不允许您将像素结构发送到以下函数：期待它"向前发展"

在 c++ 中实现属性很容易，请参阅此处的示例

多次写入内存应该不是问题，因为它将缓存本地

相关文章：