假设您想要一个与类关联的预定义值/对象(常量或非常量)的静态数组。可能的选项是使用 std:vector
, std::array
或 C-style array (ie. [])
, 或者 。例如,
在 .hpp 中:
class MyClass {
public:
static const std::vector<MyClass> vec_pre; // No efficient way to construct with initializer list, since it always uses Copy Contructor, even when using std::move
static const std::array<MyClass, 2> arr_pre; // Have to specify size which is inconvenient
static const MyClass carr_pre[]; // Not compatible with C++11 for-range since size is undefined
};
在 .cpp 中
const std::vector<MyClass> MyClass::vec_pre = { std::move(MyClass{1,2,3}), std::move(MyClass{4,5,6}) }; // NOTE: This still uses copy constructor
const std::array<MyClass, 2> MyClass::arr_pre= { MyClass{1,2,3}, MyClass{4,5,6} };
const ZwSColour ZwSColour::carr_pre[] = { MyClass{1,2,3}, MyClass{1,2,3} }
最初写这篇文章时,我选择了
std::vector
因为我不必指定大小,所以我得到了 vector 类的所有优点,这似乎是现代 C++ 的方式。问题:在测试时,我注意到它会调用 Move 构造函数,但仍然为每个元素调用 Copy 构造函数。原因是 std::initializer_list
only allows const access to its members ,因此 vector 必须将它们从 initializer_list 复制到自己的存储中。即使在启动时只执行一次,这是低效的,而且似乎没有办法绕过它 ,所以我查看了其他选项( std::array
和 C-array[]
)。第二种选择是使用
std::array
,这也是一种现代 C++ 方式,它不会遇到为每个值调用 Copy Constructor 的问题,因为它不需要创建拷贝(不知道为什么?)。 std::array
还有一个好处是您不需要将每个值都包装在 std::move()
中。 .但是,它有一个烦恼,您必须先指定大小,因此每次添加/删除元素时,您也必须更改大小。 There are ways around this但它们都不是理想的。正如@Ricky65 所说,你应该能够做到std::array <int> arr = { 1, 3, 3, 7, 0, 4, 2, 0, 3, 1, 4, 1, 5, 9 }; //automatically deduces its size from the initializer list :)
这给我留下了最后一个选项 - 好的旧 C 样式数组 [] - 它的好处是我不必指定大小,并且高效,因为它不会为每个对象调用 Copy 构造函数。缺点是它不是真正的现代 C++,最大的缺点是如果你没有在 .hpp 头文件中指定数组的大小,那么 C++11 for-range 就不能工作,因为编译器会提示
Cannot use incomplete type 'const MyClass []' as a range
您可以通过在 header 中指定数组的大小来克服此错误(但这很不方便,并且会产生难以维护的代码,因为每次从初始化列表中添加/删除项目时都需要调整大小),或者使用
constexpr
并在 .hpp header 中完全声明数组和值constexpr static MyArray my_array[] = { MyClass{1,2,3}, MyClass{4,5,6} };
注意:constexpr“变通方法”仅适用于 POD,因此在这种情况下不能用于类对象。上面的例子会导致编译时错误
Invalid use of incomplete type 'MyClass'
我正在尝试尽可能编写最佳实践的现代 C++(例如,使用 copy-and-swap idiom ),所以想知道为类定义静态数组的最佳方法是什么......
编辑 1:Another post about vector problem of not being able to move values from initializer list
编辑2:More info on using std::array without the need to specify size ,它也创建/使用 make_array(),并提到有一个 proposal让 make_array() 成为一个标准。原始 SO 链接由@Neil Kirk 提供评论。
EDIT3:
vector
的另一个问题方法(至少在这种情况下)是您不能使用 const T
迭代项目或 T
.它只允许使用 const T&
进行迭代(当它是 static const
)和 const T&
/T&
(当它是 static
时)。这个限制的原因是什么?解决方案的描述性答案
@Yakk 的 solution似乎是唯一的解决方案,也适用于 Visual C++ 2013 Update 4 RC。
我发现使用最新的 C++11/14 标准很难实现这样一个微不足道的问题。
最佳答案
数据不必存储在类中。实际上,将数据存储在 static
中该类的成员正在泄漏实现细节。
您需要公开的只是数据可用,并且该数据对于类类型是全局的。这不涉及公开存储详细信息:您需要公开的只是存储访问详细信息。
特别是,您希望将能力公开给 for(:)
循环数据,并以 C++11 风格的方式对其进行操作。所以完全暴露。
将数据存储在类的 .cpp
中的匿名命名空间中C 样式数组中的文件(或 std::array
,我不在乎)。
在类里面公开以下内容:
namespace details {
template<
class R,
class iterator_traits,
class iterator_category,
bool is_random_access=std::is_base_of<
std::random_access_iterator_tag,
iterator_category
>::value
>
struct random_access_support {};
template<class R, class iterator_traits, class iterator_category>
struct random_access_support<R, iterator_traits, iterator_category, true> {
R const* self() const { return static_cast<R const*>(this); }
template<class S>
typename iterator_traits::reference operator[](S&&s) const {
return self()->begin()[std::forward<S>(s)];
}
std::size_t size() const { return self()->end()-self()->begin(); }
};
}
template<class It>
struct range:details::random_access_support<
range<It>,
std::iterator_traits<It>,
typename std::iterator_traits<It>::iterator_category
> {
using value_type = typename std::iterator_traits<It>::value_type;
using reference = typename std::iterator_traits<It>::reference;
using iterator = It;
using iterator_category = typename std::iterator_traits<It>::iterator_category;
using pointer = typename std::iterator_traits<It>::pointer;
It begin() const { return b; }
It end() const { return e; }
bool empty() const { return b==e; }
reference front() const { return *b; }
reference back() const { return *std::prev(e); }
range( It s, It f ):b(s),e(f) {}
range()=default;
range(range const&)=default;
range& operator=(range const&)=default;
private:
It b; It e;
};
namespace details {
template<class T>
struct array_view_helper:range<T*> {
using non_const_T = typename std::remove_const<T>::type;
T* data() const { return this->begin(); }
array_view_helper( array_view_helper const& ) = default;
array_view_helper():range<T*>(nullptr, nullptr){}
array_view_helper& operator=(array_view_helper const&)=default;
template<class A>
explicit operator std::vector<non_const_T, A>() const {
return { this->begin(), this->end() };
}
std::vector<non_const_T> as_vector() const {
return std::vector<non_const_T>(*this);
}
template<std::size_t N>
array_view_helper( T(&arr)[N] ):range<T*>(arr+0, arr+N) {}
template<std::size_t N>
array_view_helper( std::array<T,N>&arr ):range<T*>(arr.data(), arr.data()+N) {}
template<class A>
array_view_helper( std::vector<T,A>&vec ):range<T*>(vec.data(), vec.data()+vec.size()) {}
array_view_helper( T*s, T*f ):range<T*>(s,f) {}
};
}
// non-const
template<class T>
struct array_view:details::array_view_helper<T> {
using base = details::array_view_helper<T>;
// using base::base in C++11 compliant compilers:
template<std::size_t N>
array_view( T(&arr)[N] ):base(arr) {}
template<std::size_t N>
array_view( std::array<T,N>&arr ):base(arr) {}
template<class A>
array_view( std::vector<T,A>&vec ):base(vec) {}
array_view( T*s, T*f ):base(s,f) {}
// special methods:
array_view( array_view const& ) = default;
array_view() = default;
array_view& operator=(array_view const&)=default;
};
template<class T>
struct array_view<T const>:details::array_view_helper<const T> {
using base = details::array_view_helper<const T>;
// using base::base in C++11 compliant compilers:
template<std::size_t N>
array_view( std::array<T const,N>&arr ):base(arr) {}
array_view( T const*s, T const*f ):base(s,f) {}
template<std::size_t N>
array_view( T const(&arr)[N] ):base(arr) {}
// special methods:
array_view( array_view const& ) = default;
array_view() = default;
array_view& operator=(array_view const&)=default;
// const T only constructors:
template<std::size_t N>
array_view( std::array<T,N> const&arr ):base(arr.data(), arr.data()+N) {}
template<std::size_t N>
array_view( std::array<T const,N> const&arr ):base(arr.data(), arr.data()+N) {}
template<class A>
array_view( std::vector<T,A> const&vec ):base(vec.data(), vec.data()+vec.size()) {}
array_view( std::initializer_list<T> il):base(il.begin(), il.end()) {}
};
这至少是一些 View 类的草图。 live example
然后暴露一个
array_view<MyClass>
作为 static
你的类的成员,它被初始化为你在 .cpp
中创建的数组文件。range<It>
是一系列迭代器,就像一个非拥有容器。做了一些愚蠢的事情来阻止对 size
的非恒定时间调用或 []
在 SFINAE 级别。 back()
如果您在无效的迭代器上调用它,则会暴露并且编译失败。一个
make_range(Container)
使 range<It>
更有用。array_view<T>
是 range<T*>
它有一堆来自连续缓冲区容器的构造函数,比如 C 数组,std::array
s 和 std::vector
s。 (实际上是一个详尽的 list )。这很有用,因为通过
array_view
访问与访问指向数组的第一个元素的原始指针一样有效,但是我们获得了容器具有的许多不错的方法,并且它可以与 range-for 循环一起使用。一般来说,如果一个函数采用 std::vector<T> const& v
,您可以将其替换为带有 array_view<T> v
的函数它将是一个临时替代品。最大的异常(exception)是 operator vector
,这是明确的,以避免意外分配。
关于C++/C++11 使用初始化列表初始化对象的静态数组/vector 的有效方法,并支持基于范围的,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/26457203/