表达式模板中需要非常量表达式类

Question

我正在尝试编写一个表达式模板，但遇到了一个不知道如何解决的问题。我读过《C++ 模板：完整指南》，但他们似乎没有解决这个问题。

作为一个例子，考虑一个集合类型 set （整数）的表达式模板，具有标准集合运算交集、并集、求反、异或、差等。这些函数在以下方面都有高效的实现：迭代器，所以我希望我的表达式模板类具有类似迭代器的接口。例如，

class set_expr_set
{
  set::iter i;

  set_expr_set (const set &s) : i(s) { }

  operator bool () const { return (bool)i; }
  void operator ++ () { i ++; }
  int val () { return *i; }  
}

然后我有表达式模板类 set_expr_union 等。现在的问题是，与表达式模板 expression 相对应创建的对象都是临时对象，因此是 const，但要评估我需要的表达式迭代这些值（调用 ++ 和 val），这些值是非常量的。我无法将 set::operator = (set_expr &) 声明为非常量，因为临时变量不会绑定非常量参数。我可以放弃 operator = 中的 const-ness，但这感觉不是正确的解决方案。

我的例子没有足够的细节来阐明问题，我很乐意澄清。

编辑：这里有一些更多细节。假设 set_expr_union 和 set_expr_intersection 也具有上述接口：operator ++、val 和 operator bool。另外，假设我有

template<class T>
class set_expr
{
  T t;
  ...;
}

其中 T 旨在成为 set_expr_union 等之一，并且 set_expr 还导出 t 的 ++ , val, bool 接口。

表达式模板对象是通过各种运算符产生的，例如：

template<class T1, class T2>
set_expr<set_expr_intersection>
operator & (const set_expr<T1> &e1, const set_expr<T2> &e2)
{
  return set_expr<set_expr_intersection> (set_expr_intersection (e1.t, e2.t));
}

实际上，与运算符的返回值相对应的临时值就是问题所在。

现在，考虑一下

class set
{
  ...;

  template<class T>
  set &operator = (const set_expr<T> &e)
  {
    clear ();
    for (; e; e ++)
      add_element (e.val ());
  }
};

我想在 set3 = set1 & 之类的东西中使用它。设置2。

这就是我想要编写的代码。

Answer 1

一种解决方案是使集合表达式副本可构造和可分配（如果它们相对轻量级，这应该不是一个大问题，似乎就是这种情况）。在集合赋值运算符中，您创建集合表达式的副本并迭代该副本。

template<class T>
set& operator=(const set_expr<T> &e) {
  clear ();
  for (set_expr<T> i = e; i; i++) {
    add_element (i.val());
  }
  return *this;
}

如果复制集合表达式的成本太高，请考虑转向 c++11 并阅读移动语义。