c++ - 我们如何在 C++ 实现文件中包含结构？

Question

所以我正在尝试创建我自己的实现文件，其中包含队列的说明。我决定使用链表来实现 Queue 类，这意味着我需要使用我自己的 Node 结构。不幸的是，我被卡住了，不知道如何将它正确地包含在文件中。

这是我目前所拥有的:

#include <string>

#ifndef NODE
template <class DataType>
struct Node
{
  DataType data;
  Node *next;
};
#endif

template <class DataType>
class Queue
{
  public: 
    Queue();
    bool isEmpty() const;
    void push(const DataType& parameter);
    bool peek(DataType& parameter) const;
    bool pop(DataType& parameter);
    void makeEmpty();

  private:
    Node<DataType>* front;
    Node<DataType>* end;
};

template <class DataType>
Queue<DataType>::Queue()
: front(0), end(0)
{
}

template <class DataType>
bool Queue<DataType>::isEmpty() const {return 0 == front;}

template <class DataType>
void Queue<DataType>::push(const DataType& parameter)
{
  Node<DataType>* node = new Node<DataType>;
  node->data = parameter;
  node->next = 0;
  if (end) end->next = node;
  else front = node;
  end = node;
}

template <class DataType>
bool Queue<DataType>::peek(DataType& parameter) const
{
  if (0 == front) return false; // failed
  parameter = front->data;
  return true; // success
}

template <class DataType>
bool Queue<DataType>::pop(DataType& parameter)
{
  if (0 == front) return false; // failed
  parameter = front->data;
  Node<DataType>* p = front->next;
  delete front;
  front = p;
  if (front == 0) end = 0;
  return true; // success
}

template <class DataType>
void Queue<DataType>::makeEmpty()
{
  end = 0;
  Node<DataType>* p;
  while (front) 
{ 
  p = front->next; 
  delete front; 
  front = p;
} 
}

我不确定我是否通过 #ifndef 正确地包含了结构(我什至不确定这是否是我应该采取的路线:/)，我应该做类似的事情还是我应该正在用结构的代码做其他事情吗？

Answer 1

你可以完全放弃#ifdef/#endif

这是一个类模板，它可能会在多个翻译单元中出现多次，只要所有出现都相同(一个定义规则)

备选

自 Node<>纯粹是私有(private)问题，我会将其嵌套 struct .

这里有一个小演示，使这种更“现代的 C++”风格。

编辑感谢@R.MartinhoFernandes 展示更多改进并审阅此内容。

#include <memory>

template <typename T>
struct Queue {
    Queue() : front(), end(/*nullptr*/) {}

    // Copy-And-Swap idiom
    // see http://en.wikibooks.org/wiki/More_C%2B%2B_Idioms/Copy-and-swap
    // or  http://stackoverflow.com/questions/3279543/what-is-the-copy-and-swap-idiom
    void swap(Queue& q) noexcept {
        using std::swap;
        swap(q.front, front);
        swap(q.end, end);
    }
    Queue(Queue const& q) : front(), end() {
        for(auto it=q.front.get(); it; it=it->next.get())
            push(it->data);
    }
    Queue& operator=(Queue q) {
        std::swap(*this, q);
        return *this;
    }
    // end Copy-and-swap

    // prevent stack overflows in ~Node if the list grows large (say >1k elements) 
    ~Queue() { clear(); }

    bool isEmpty() const { 
        return !front; 
    }
    void push(T const& data) {
        Ptr node(new Node(data));
        if (end)
            end->next = std::move(node);
        else
            front = std::move(node);
        end = node.get();
    }
    bool peek(T& data) const {
        if(front) data = front->data;
        return front.get();
    }
    bool pop(T& data) {
        if(!front) return false;

        data           = front->data;
        front          = std::move(front->next);
        if(!front) end = nullptr;

        return true;
    }
    void clear() {
        end = nullptr;
        while(front) front = std::move(front->next);
    }
private:
    struct Node;
    typedef std::unique_ptr<struct Node> Ptr;
    struct Node {
        Node(T data) : data(std::move(data)), next() {}
        T   data;
        Ptr next;
    };
    Ptr front;
    Node* end;
};

#include <iostream>

int main(int argc, const char *argv[]) {
    Queue<int> test;
    test.push(1);
    test.push(2);
    test.push(3);
    test.push(5);
    test.clear();
    test.push(32028);
    test.push(10842);
    test.push(1839);
    test.push(23493);
    test.push(9857);
    int x;
    test.peek(x);
    while(test.pop(x)) {
        std::cout << x << '\n';
    }
}

注意:可能是push中的代码打高尔夫球有点过头了，但是，嘿，它向您展示了现代 C++ 如何需要更少的手持(即使没有 std::make_unique)。

请注意我认为 Clang 如何正确处理以下版本(即使用隐式 std::move ):

void push(const DataType& parameter) {
    end = ((end? end->next : front) = Ptr(new Node(parameter))).get();
}

我不太清楚为什么 gcc 拒绝它。