基于范围的for,在非const值上使用大括号初始化式

Range-based for with brace-initializer over non-const values?

本文关键字:初始化 const 在非 于范围 范围 for      更新时间:2023-10-16

我试图迭代一些std::list s,对它们进行排序。这是朴素的方法:

#include<list>
using namespace std;
int main(void){
    list<int> a,b,c;
    for(auto& l:{a,b,c}) l.sort();
}

生产
aa.cpp:5:25: error: no matching member function for call to 'sort'
        for(auto& l:{a,b,c}) l.sort();
                             ~~^~~~
/usr/bin/../lib64/gcc/x86_64-linux-gnu/4.9/../../../../include/c++/4.9/bits/stl_list.h:1586:7: note: 
      candidate function not viable: 'this' argument has type 'const
      std::list<int, std::allocator<int> >', but method is not marked const
      sort();
      ^
/usr/bin/../lib64/gcc/x86_64-linux-gnu/4.9/../../../../include/c++/4.9/bits/stl_list.h:1596:9: note: 
      candidate function template not viable: requires 1 argument, but 0 were
      provided
        sort(_StrictWeakOrdering);
        ^
1 error generated.

我是否正确地猜测大括号初始化器正在创建这些列表的副本?有没有一种方法可以不复制它们,并在循环中修改它们?(除了制作指向它们的指针列表,这是我目前的解决方案)。

你猜对了。std::initializer_list元素总是const(这使得sort()不可能,因为sort()是非const成员函数),并且它的元素总是被复制(这将使sort() -ing它们没有意义,即使它们不是const)。从[dcl.init。列表],强调我的:

类型为std::initializer_list<E>的对象从初始化列表中构造,就像实现一样分配了一个包含N个元素的临时数组,类型为const E,其中N为数组中元素的个数初始化器列表。该数组的每个元素都是用初始化式的相应元素复制初始化列表,并且构造std::initializer_list<E>对象来引用该数组。[注意:构造函数为副本选择的转换函数应在初始化式上下文中可访问(第11条)列表。 -end note]如果初始化任何元素都需要窄化转换,则程序为不规范的。(例子:

struct X {
    X(std::initializer_list<double> v);
};
X x{ 1,2,3 };

初始化的实现方式大致相当于:

const double __a[3] = {double{1}, double{2}, double{3}};
X x(std::initializer_list<double>(__a, __a+3));

假设实现可以用一对指针构造一个initializer_list对象。端例]

没有办法使它们成为非const或非复制的。指针解决方案有效:

for (auto l : {&a, &b, &c}) l->sort();

因为指针是const,而不是它所指向的元素。另一种方法是编写可变函数模板:

template <typename... Lists>
void sortAll(Lists&&... lists) {
    // before C++17
    using expander = int[];
    expander{0, (void(lists.sort()), 0)...};
    // C++17 or later
    (lists.sort(), ...);
}
sortAll(a, b, c);

你也可以,我猜,写一个帮助器来包装你的列表到一个数组的reference_wrapperlist<int>(因为你不能有一个数组的引用),但这可能更令人困惑比有用:

template <typename List, typename... Lists>
std::array<std::reference_wrapper<List>, sizeof...(Lists) + 1>
as_array(List& x, Lists&... xs) {
    return {x, xs...}; 
}
for (list<int>& l : as_array(a, b, c)) {  // can't use auto, that deduces
    l.sort();                             // reference_wrapper<list<int>>,
}                                         // so would need l.get().sort()

可以编写一个函数ref_range,它允许您这样做:

for(auto& l : ref_range(a,b,c)) {
    l.sort();
}

正如其他人所说,一旦你写了{a,b,c},你就被initializer_list困住了,这样的列表总是复制它的参数。副本是const(因此你的错误),但即使你能得到一个非const参考,你也会修改a, bc的副本,而不是原件。

无论如何,这里是ref_range。构建reference_wrappervector

// http://stackoverflow.com/questions/31724863/range-based-for-with-brace-initializer-over-non-const-values
#include<list>
#include<functional>
#include<array>
template<typename T, std:: size_t N>
struct hold_array_of_refs {
    using vec_type = std:: array< std:: reference_wrapper<T>, N >;
    vec_type m_v_of_refs;
    hold_array_of_refs(vec_type && v_of_refs) : m_v_of_refs(std::move(v_of_refs)) { }
    ~hold_array_of_refs() { }
    struct iterator {
        typename vec_type :: const_iterator m_it;
        iterator(typename vec_type :: const_iterator it) : m_it(it) {}
        bool operator != (const iterator &other) {
            return this->m_it != other.m_it;
        }
        iterator& operator++() { // prefix
            ++ this->m_it;
            return *this;
        }
        T& operator*() {
            return *m_it;
        }
    };
    iterator begin() const {
        return iterator(m_v_of_refs.begin());
    }
    iterator end() const {
        return iterator(m_v_of_refs.end());
    }
};
template<typename... Ts>
using getFirstTypeOfPack = typename std::tuple_element<0, std::tuple<Ts...>>::type;

template<typename ...T>
auto ref_range(T&... args) -> hold_array_of_refs< getFirstTypeOfPack<T...> , sizeof...(args)> {
    return {{{ std:: ref(args)... }}}; // Why does clang prefer three levels of {} ?
}
#include<iostream>
int main(void){
    std:: list<int> a,b,c;
    // print the addresses, so we can verify we're dealing
    // with the same objects
    std:: cout << &a << std:: endl;
    std:: cout << &b << std:: endl;
    std:: cout << &c << std:: endl;
    for(auto& l : ref_range(a,b,c)) {
        std:: cout << &l << std:: endl;
        l.sort();
    }
}

{...}语法实际上是创建一个std::initializer_list。如链接页面所述:

std::initializer_list对象在下列情况下自动构造:

  • […]
  • a 带括号的init-list被绑定到auto,包括在范围for循环

:

类型为std::initializer_list<T>的对象是一个轻量级代理对象,它提供对类型为const T的对象数组的访问。

因此,您不能修改通过该initialize_list访问的对象。你用指针的解决方案对我来说是最简单的。

直接回答你的问题:

我猜对了吗这些列表?

是的,这是第一个问题。您的代码将创建列表的副本,对这些副本进行排序,并最终忘记已排序的副本。

然而,单独这样做只会导致代码无法工作。编译器错误提示了第二个问题:l的隐式类型是list<int> const&,而不是list<int>&。因此,编译器报错sort()试图修改常量列表。

你可以用一个讨厌的const_cast:

来解决第二个问题
#include <list>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void){
    list<int> a,b,c;
    a.push_back(2);
    a.push_back(0);
    a.push_back(1);
    for(auto& l:{a,b,c}) const_cast<list<int>&>(l).sort();
    for(auto i:a) cout << i << endl;
}

然而,这将触发第一个问题:列表的列表包含副本,并且只有这些副本被排序。所以最后的输出不是你想要的:

2
0
1
最简单的解决方法是创建一个指向列表的指针列表:
#include <list>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void){
    list<int> a,b,c;
    a.push_back(2);
    a.push_back(0);
    a.push_back(1);
    for(auto l:{&a,&b,&c}) l->sort();
    for(auto i:a) cout << i << endl;
}

这将产生期望的结果:

0
1
2

其他人已经提到了std::reference_wrapper,但他们随后使用它来创建STL容器,而不是坚持使用大括号初始化列表。

所以你需要做的就是:

for(auto& l:{std::ref(a),std::ref(b),std::ref(c)}) l.get().sort();

当然,这与已经建议的指针解决方案非常相似。