包装 STL 向量并更改其迭代器的行为

Question

有这样的代码：

#include <iostream>
#include <vector>

template <class T>
class A{
public:   
    class iterator : public  std::vector<T>::iterator{
    public:
        T& operator*(){
            ??
        }
    };

    iterator begin(){
        return v.begin(); // error
    }

    iterator end(){
        return v.end(); // error
    }

    void add(const T& elem){
        v.push_back(elem);
    }

private:
    std::vector<T> v;
};

int main() {
    A<int> a;
    a.add(2);
    a.add(4);
    for(A<int>::iterator it = a.begin(); it != a.end(); ++it){
        std::cout << *it << std::endl;
    }
    return 0;
} 

这是带有我自己的附加功能的 std::vector 的包装器。我想使用 std::vector 的迭代器，但是我只想更改迭代器的 operator* 的行为：

T& operator*(){
  // do some additional function
  // normal behavior, return value of some element in vector
            ??
}

如何使用 std::向量及其迭代器仅修改operator*？我还想为迭代器包装像 begin() 和 end() 这样的函数，如何正确包装它们？

编辑：

使用本主题答案中的提示，我设法通过以下方式解决我的问题：

#include <iostream>
#include <vector>

template <class T>
class A {
public:

    class iterator : public std::vector<T>::iterator {
    public:

        iterator(typename std::vector<T>::iterator c) : std::vector<T>::iterator(c) {
        }

        T& operator*() {
            std::cout << "Im overloaded operator*\n";
            return std::vector<T>::iterator::operator *();
        }
    };

    iterator begin() {
        return iterator(v.begin());
    }

    iterator end() {
        return iterator(v.end());
    }

    void add(const T& elem) {
        v.push_back(elem);
    }

private:
    std::vector<T> v;
};

int main() {
    A<int> a;
    a.add(2);
    a.add(4);

    for (A<int>::iterator it = a.begin(); it != a.end() ; ++it) {
        std::cout << *it << std::endl;
    }
    return 0;
} 

也许这对某人有帮助。

Answer 1

包装 stdlib 迭代器最好使用迭代器适配器。这项任务远非微不足道，并且有 Boost.Iterator 库来简化任务。也许提供的迭代器之一已经解决了您的问题。

如果您要自己编写此代码（我真的不建议这样做），您应该实现自己的迭代器并使其可以从 vector::iterator，然后重载所有必需的运算符以满足新迭代器模型概念的要求。还继承自 std::iterator 以使特征正常工作。不要忘记有一个 const 变体。 本书有一章专门讨论开发您自己的迭代器。还可以获得标准的副本（C++03 或 C++11，在这里并不重要）。你将会需要它。

Answer 2

不幸的是，做到这一点的唯一方法是为 std::vector 及其迭代器类型编写完整的包装器。这是一项繁重的工作。

Answer 3

不需要从 std::vector::iterator 继承，因为它不需要是一类。在某些实现中，这只是 T* 的 typedef，并且不能从指针继承。也不应该继承标准容器，因为它们缺少虚拟析构函数；一种可能性是以private或protected方式继承，并通过typedef和using.最后，您将不得不重写整个向量及其将调用转发到基本实现的迭代器。

Answer 4

我认为这里的答案很可能是您不应该更改迭代器的operator* 的行为。仅当操作符重载非常直观以至于任何阅读使用该操作符的代码的人都会自动知道发生了什么情况时，才应该进行操作符重载。一个例子是，如果您有一个矩阵类和重载的运算符+。当有人看到您将两个矩阵对象添加在一起时，他们可以很容易地知道发生了什么。

然而，当取消引用迭代器时，对于您的类会产生哪些额外副作用并没有直观的感觉。