創建自己的數據結構時，是否應該使用迭代器或索引來提供外部訪問？

Question

假設我正在用現代版本的C ++（例如11或14）編寫一個項目，並在該項目中使用STL。 在某個時刻，我需要對可以使用STL容器構建的特定數據結構進行編程。 DS封裝在一個類中（對嗎，將DS封裝在一個類中是在C ++中對其進行編碼的唯一正確方法嗎？），因此我需要提供某種接口來提供對該對象的讀和/或寫訪問。數據。 這就引出了一個問題：

我應該為此使用（1a）迭代器還是（1b）簡單的“索引”（即某種類型的數字）？ 我現在正在使用的DS幾乎是線性的，但是當元素被刪除時，簡單的整數索引當然會失效。 那是我能想到的唯一反對這種方法的論點。

哪種方法更慣用？ 支持和反對每一個的客觀技術論據是什么？

另外，當我選擇對自定義DS使用迭代器時，我應該（2a） public對內部使用的容器的迭代器進行typedef定義，還是（2b）從頭開始創建自己的迭代器？ 在Boost等開放庫中，我看到了自定義迭代器是從頭開始編寫的。 另一方面，我覺得我還不能編寫適當的迭代器（即，與STL和/或Boost中的迭代器一樣詳細和復雜的迭代器）。

根據@πάνταῥεῖ請求編輯 ：

在大學學習時，我在幾個項目中用幾個DS問了自己這個問題，但這是最后一次讓我來這里問問題的情況。

DS旨在表示三角形數組或頂點數組，或任何可能稱為三角形的數組。 點是，有兩個數組或列表，一個數組或列表存儲頂點坐標，另一個數組或列表存儲來自第一個數組的索引的三元組，因此代表三角形。 （這已經被編碼了數百億次，但是為了學習的目的，我想一次寫一次。）顯然，兩個數組應該保持同步，因此是封裝。 該組操作旨在包括使用同一數組中的頂點數據來添加（或也可以刪除）頂點，添加和刪除三角形（頂點三元組）。 我看到的是客戶端添加頂點，寫下索引/迭代器，然后發出調用以基於這些索引/迭代器添加三角形，這又將另一個索引/迭代器返回到生成的三角形。

Answer 1

哪種方法更慣用？

使用迭代器絕對是必經之路。 <algorithm>函數不適用於索引。 他們使用迭代器。 如果希望容器啟用以供<algorithm>的函數使用，則使用迭代器是唯一的方法。

Answer 2

通常，建議類提供自己的迭代器。 在后台，它可以是索引或STL迭代器（首選）。 但是，只要涉及外部客戶端和公共API，它們僅處理該類提供的迭代器。

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*();
      };
  };

如果客戶端僅在SeqIterator上SeqIterator ，則可以稍后將上述內容修改為

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

不會影響客戶。

Answer 3

我不明白為什么您不能同時獲得兩者，如果這對您的容器有意義。

std::vector具有迭代器和at / operator[]方法來提供索引訪問。

容器的API取決於您要向客戶端提供的操作。

• 容器是否可迭代，即可以迭代每個元素？ 然后，您應該提供一個迭代器。

• 知道它們的地址，隨機訪問容器中的元素是否有意義？ 然后，您還可以提供at(size_t) / operator[size_t]方法。

• 知道一個特殊的“鍵”來隨機訪問容器中的元素是否有意義？ 您可能應該提供at(key_type) / operator[key_type]方法。

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至於您有關自定義迭代器或現有迭代器重用的問題：

如果您的容器基本上是為現有容器添加一些插入/移除邏輯的包裝器，那么我認為公開定義現有迭代器是可以的，因為自定義迭代器可能會遺漏現有迭代器的某些功能，可能包含錯誤以及不會在現有的迭代器上添加任何重要功能。

另一方面，如果您以非標准的方式進行迭代（例如，我實施了一次recursive_unordered_map ，該recursive_unordered_map在構造時接受了父級recursive_unordered_map ，並且會在其自身的unordered_map和其父級（以及其父級的父級... ）。為此，我必須實現一個自定義迭代器。