使用 std::map其中 V 没有可用的默认构造函数

Question

我有一个作为 std::map 实现的符号表。对于值来说，没有办法通过默认构造函数合法地构造值类型的实例。但是，如果我不提供默认构造函数，则会出现编译器错误，如果我使构造函数断言，我的程序编译得很好，但在 map::operator [] 内部崩溃> 如果我尝试使用它来添加新成员。

有没有办法让 C++ 在编译时禁止 map[k] 作为左值（同时允许它作为右值）？

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顺便说一句：我知道我可以使用 Map.insert(map::value_type(k,v)) 插入到地图中。

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编辑：有几个人提出了解决方案，即更改值的类型，以便映射可以在不调用默认构造函数的情况下构造一个值。 这与我想要的结果完全相反，因为它将错误隐藏到以后。如果我愿意，我可以简单地从构造函数中删除断言。我想要是让错误更快发生；在编译时。然而，似乎没有办法区分 operator[] 的右值和左值使用，所以我想要的似乎无法完成，所以我只能分配一起使用它们。

Answer 1

你不能让编译器区分operator[]的两种用法，因为它们是相同的东西。 Operator[] 返回一个引用，因此赋值版本只是分配给该引用。

就我个人而言，除了快速而肮脏的演示代码之外，我从不使用operator[]作为映射。请改用 insert() 和 find()。请注意，make_pair() 函数使插入更易于使用：

m.insert( make_pair( k, v ) );

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您也可以执行此操作。

m.emplace( k, v );
m.emplace( piecewise_construct, make_tuple(k), make_tuple(the_constructor_arg_of_v) );

在 C++11 中，即使未提供复制/移动构造函数，

Answer 2

使用map::at()。如果提供的键尚不存在，map::operator [] 将尝试默认构造一个元素。

Answer 3

您的 V 没有默认构造函数，因此您不能真正期望 std::map std: :map::operator[] 可用。

A std::map > 确实有一个可默认构造的mapped_type，并且可能具有您想要的语义。请参阅 Boost.Optional 文档了解详细信息（您将需要了解它们）。

Answer 4

如果值类型不可默认构造，那么 operator[] 将无法为您工作。

不过，为了方便起见，您可以做的是提供免费函数来获取和设置映射中的值。

例如：

template <class K, class V>
V& get(std::map<K, V>& m, const K& k)
{
    typename std::map<K, V>::iterator it = m.find(k);
    if (it != m.end()) {
        return it->second;
    }
    throw std::range_error("Missing key");
}

template <class K, class V>
const V& get(const std::map<K, V>& m, const K& k)
{
    typename std::map<K, V>::const_iterator it = m.find(k);
    if (it != m.end()) {
        return it->second;
    }
    throw std::range_error("Missing key");
}

template <class K, class V>
void set(std::map<K, V>& m, const K& k, const V& v)
{
    std::pair<typename std::map<K, V>::iterator,bool> result = m.insert(std::make_pair(k, v));
    if (!result.second) {
        result.first->second = v;
    }
}

您也可以考虑使用 Python 中的 dict.get(key [, default]) 之类的 getter（如果 key 不存在，则返回提供的默认值（但这存在可用性问题，因为默认值）总是必须构造，即使您知道该密钥在地图中）。

Answer 5

从 std::map 派生一个新类并创建您自己的 operator[]。让它返回一个 const 引用，该引用不能用作左值。

Answer 6

这有点难看，但解决此问题的一种方法是添加一个成员变量来跟踪实例是否有效。您的默认构造函数会将实例标记为无效，但所有其他构造函数都会将该实例标记为有效。

确保您的赋值运算符正确传输新的成员变量。

修改析构函数以忽略无效实例。

修改所有其他成员函数，使其在对无效实例进行操作时抛出/错误/断言。

然后，您可以在映射中使用您的对象，只要您只使用正确构造的对象，您的代码就可以正常工作。

同样，如果您想使用 STL 映射并且不愿意使用 insert 和 find 来代替运算符 []，那么这是一个解决方法。

Answer 7

不知道为什么它会为你编译，我认为编译器应该已经捕获了你丢失的构造函数。

使用

map<K,V*>

而不是怎么样

map<K,V> ?

Answer 8

您无法区分 operator[] 的左值和右值用法，因为它始终是左值表达式。如果您使用 [] 的替代方案，则不需要将 V 设为默认可构造。

对于查找，您可以使用 at，如果缺少键，它会抛出异常，而不是默认构造的。或者您可以使用 find、lower_bound 或 equal_range，它们返回迭代器。

对于分配，您可以使用 insert_or_assign如果你有 C++17，或者编写一个等效的自由函数：

template <typename Map, typename Value = typename Map::mapped_type, typename Key = typename Map::key_type>
void insert_or_assign(Map & map, Key && key, Value && value) 
{
    auto it = map.lower_bound(key);
    if ((it == map.end()) || map.key_comp()(key, it->first)) {
        map.emplace(it, std::forward<Key>(key), std::forward<Value>(value));
    } else {
        it->second = std::forward<Value>(value);
    }
}

Answer 9

当您在 C++ 中使用运算符覆盖时，最好尽可能遵循默认情况下运算符的语义。默认的语义。 operator[] 是数组中现有成员的替换。看起来 std::map 稍微改变了规则。这很不幸，因为它会导致这种混乱。

请注意，文档 (http://www.sgi.com/tech/stl/Map .html）对于 std::map 下的operator[]来说：“返回与特定键关联的对象的引用。如果映射尚未包含这样的对象，则operator[]插入默认值对象数据类型()。”

我建议您以不同的方式对待替换和插入。不幸的是，这意味着您需要知道哪些是必需的。这可能意味着首先在地图上查找。如果性能是一个问题，您可能需要找到一种优化方法，可以测试成员身份并通过一次查找插入。

Answer 10

您可以将 std::map 专门用于您的值类型。我并不是说这是一个好主意，但这是可以做到的。我将 scoped_ptr 的 dtor 专门化为 fclose 而不是 delete。

类似于：

 template<class K, class Compare, class Allocator>
 my_value_type& std::map<K,my_value_type,Compare,Allocator>::operator[](const K& k) 
 {
   //...
 }

这应该允许您将所需的代码插入到您类型的operator[]中。不幸的是，我不知道当前 C++ 中仅返回 r 值的方法。在 c++0x 中，您也许可以使用：

 template<class K, class Compare, class Allocator>
 my_value_type&& std::map<K,my_value_type,Compare,Allocator>::operator[](const K& k) 
 {
   //...
 }

这将返回 R 值引用 (&&)。