创建自己的数据结构时，是否应该使用迭代器或索引来提供外部访问？

Question

假设我正在用现代版本的C ++（例如11或14）编写一个项目，并在该项目中使用STL。 在某个时刻，我需要对可以使用STL容器构建的特定数据结构进行编程。 DS封装在一个类中（对吗，将DS封装在一个类中是在C ++中对其进行编码的唯一正确方法吗？），因此我需要提供某种接口来提供对该对象的读和/或写访问。数据。 这就引出了一个问题：

我应该为此使用（1a）迭代器还是（1b）简单的“索引”（即某种类型的数字）？ 我现在正在使用的DS几乎是线性的，但是当元素被删除时，简单的整数索引当然会失效。 那是我能想到的唯一反对这种方法的论点。

哪种方法更惯用？ 支持和反对每一个的客观技术论据是什么？

另外，当我选择对自定义DS使用迭代器时，我应该（2a） public对内部使用的容器的迭代器进行typedef定义，还是（2b）从头开始创建自己的迭代器？ 在Boost等开放库中，我看到了自定义迭代器是从头开始编写的。 另一方面，我觉得我还不能编写适当的迭代器（即，与STL和/或Boost中的迭代器一样详细和复杂的迭代器）。

根据@πάνταῥεῖ请求编辑 ：

在大学学习时，我在几个项目中用几个DS问了自己这个问题，但这是最后一次让我来这里问问题的情况。

DS旨在表示三角形数组或顶点数组，或任何可能称为三角形的数组。 点是，有两个数组或列表，一个数组或列表存储顶点坐标，另一个数组或列表存储来自第一个数组的索引的三元组，因此代表三角形。 （这已经被编码了数百亿次，但是为了学习的目的，我想一次写一次。）显然，两个数组应该保持同步，因此是封装。 该组操作旨在包括使用同一数组中的顶点数据来添加（或也可以删除）顶点，添加和删除三角形（顶点三元组）。 我看到的是客户端添加顶点，写下索引/迭代器，然后发出调用以基于这些索引/迭代器添加三角形，这又将另一个索引/迭代器返回到生成的三角形。

Answer 1

哪种方法更惯用？

使用迭代器绝对是必经之路。 <algorithm>函数不适用于索引。 他们使用迭代器。 如果希望容器启用以供<algorithm>的函数使用，则使用迭代器是唯一的方法。

Answer 2

通常，建议类提供自己的迭代器。 在后台，它可以是索引或STL迭代器（首选）。 但是，只要涉及外部客户端和公共API，它们仅处理该类提供的迭代器。

例子1

  class Dictionary {
    private:
      typedef std::unordered_map<string, string> DictType;
    public:
      typedef DictType::iterator DictionaryIterator;
  };

例子2

  class Sequence {
    private:
      typedef std::vector<string> SeqType;
    public:
      struct SeqIterator {
        size_t index;
        SeqIterator operator++();
        string operator*();
      };
  };

如果客户端仅在SeqIterator上SeqIterator ，则可以稍后将上述内容修改为

  class Sequence {
    private:
      typedef std::deque<string> SeqType;
    public:
      typedef SeqType::iterator SeqIterator;
  };

不会影响客户。

Answer 3

我不明白为什么您不能同时获得两者，如果这对您的容器有意义。

std::vector具有迭代器和at / operator[]方法来提供索引访问。

容器的API取决于您要向客户端提供的操作。

• 容器是否可迭代，即可以迭代每个元素？ 然后，您应该提供一个迭代器。

• 知道它们的地址，随机访问容器中的元素是否有意义？ 然后，您还可以提供at(size_t) / operator[size_t]方法。

• 知道一个特殊的“键”来随机访问容器中的元素是否有意义？ 您可能应该提供at(key_type) / operator[key_type]方法。

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至于您有关自定义迭代器或现有迭代器重用的问题：

如果您的容器基本上是为现有容器添加一些插入/移除逻辑的包装器，那么我认为公开定义现有迭代器是可以的，因为自定义迭代器可能会遗漏现有迭代器的某些功能，可能包含错误以及不会在现有的迭代器上添加任何重要功能。

另一方面，如果您以非标准的方式进行迭代（例如，我实施了一次recursive_unordered_map ，该recursive_unordered_map在构造时接受了父级recursive_unordered_map ，并且会在其自身的unordered_map和其父级（以及其父级的父级... ）。为此，我必须实现一个自定义迭代器。