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[英]How to efficiently implement an immutable graph of heterogenous immutable objects in C++?
[英]Searching for hints on how to implement immutable data structures in C++
我想知道如何在C ++(或C)中实现不可变数据结构。 我正在寻找关于这个主题的书或论文(或者相对简单且有文档记录的实现),我现在还没找到,所以我决定要求提示。 提前感谢您的回答。
我想你可以从另一种语言中获取一个想法。 例如在Java和C#immutability中实现以下方式。 我们创建的函数返回新的“已更改”实例,而不是创建“mutators”(“改变”对象状态的函数):
class Foo
{
public:
Foo(int i)
: i_(i)
{}
int GetI() const {return i_;}
Foo SetI(int i) const {return Foo(i);}
private:
const int i_;
};
您可以将对象声明为const,如:
const std::string x("My Const String");
这是使用const关键字使对象不可变的常用方法。
如果您知道有一个对象,您不希望允许更改任何内容,并且这应该是该对象的每个实例的行为的一部分,则可以使用所有const成员创建一个对象。
class Immutable
{
public:
Immutable() :z(10), y(20)
{
}
Immutable(int zVal, int yVal) : z(zVal), y(yVal)
{
}
int getZ() const;
int getY() const;
private:
const int z;
const int y;
};
请注意,您必须在初始化列表中设置const成员的值。 (无论如何你应该使用它作为最佳实践)
我在Github上发现了一个名为gorgone的项目,其中包含PersistentVector的C ++实现(基于Rich Hickey在Clojure中的Java实现)和RRBVector(基于Phil Bagwell最近的工作)。
该项目的维护者不再追求它,但我是。 请看我的叉子: https : //github.com/sandover/gorgone
我不禁推荐这篇文章不可变的C ++堆栈 - 思想和性能 ,代码审查和答案真的很棒!
另外,要开始使用C ++中的persistent data structures
或functional data structures
,请阅读以下文章:C ++中的功能数据结构:列表 。
const
是你的朋友 - 所有数据成员const
对象很难改变。
看看凤凰框架。
Phoenix将FP的概念进一步扩展到C ++。 简而言之,框架打开了FP技术,如Lambda(未命名函数)和Currying(部分函数求值)。
所以它超越了简单的不可变结构,但我认为这是你前进的方向。
提示:声明一个struct
如下:
struct Immutable
{
private:
Immutable& operator =(const Immutable& other);
};
这会锁定赋值运算符。 现在确保struct没有public
或mutable
成员变量,并且所有公共方法都是const
:
public:
int get_quux() const;
void foo(int bar) const;
你有一些非常接近不可变类型的东西。 当然,C ++中缺少sealed
/ final
意味着无论如何有人可以从你的类中获得一个不太可变的类型。
取决于“不可变数据结构”的含义。
如果你的意思是,一种类型,其中该类型的变量不能被分配给否则被修改,那么请在此处查看其他答案(删除对赋值运算符的访问,使用const
,或者只是具有引用或const
数据成员)。
如果你的意思是,一种类型,其中不能修改该类型的值 ,例如像Java或C#或Python字符串,但仍然可以分配该类型的变量,那么它更棘手。 你最好的帮助可能是boost::intrusive_ptr
来管理一个内部可变状态。 intrusive_ptr
与例如shared_ptr
相反的原因是intrusive_ptr
允许更多优化,其中一个对于例如“不可变字符串”是至关重要的,即,根据文字构建这样的野兽而根本没有动态分配。
我不知道在C ++中使用后一种“不可变数据结构”的任何通用框架。
所以,似乎你提出了一个好主意! :-)
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