c++ - 带有 boost 变体的递归 using 声明

Question

我试图表示一个树状递归数据结构，其中每个节点可能是两种不同数据类型之一。我使用 boost 变体来“容纳”每个节点上可能存在的两种类型。

但是，我遇到了一个问题。我严格使用“using”指令声明所有这些类型，因此当我了解节点的递归性质时，它会失败，因为 typedef/using 可能不使用递归。

如何实现这一目标？

using LeafData = int; // just for illustration
using LeafNode = std::unordered_map<std::string, LeafData>;
using InnerNode = std::unordered_map<std::string, boost_variant<InnerNode, LeafNode>>; // this is problematic since I'm using InnerNode recursively

我已经探索过使用 boost::make_recursive_variant 但它创建的类型 (A) 并不完全是我所需要的，因为这在变体中创建了一个变体，而我想要一个 (B) 由 InnerNode 组成的单个变体或叶节点。

(A) boost_variant<boost_variant<InnerNode, LeafNode>, LeafNode>
(B) boost_variant<InnerNode, LeafNode>

Answer 1

直接回答(请参阅下面的提示)

您可以使用 make_recursive_variant 做您想做的事:

Live On Coliru

#include <boost/variant.hpp>
#include <unordered_map>

struct LeafData {
    int _i;
    LeafData(int i) : _i(i) {}
}; // just for illustration

using LeafNode = std::unordered_map<std::string, LeafData>;

using Node = boost::make_recursive_variant<
        LeafNode,
        std::unordered_map<std::string, boost::recursive_variant_>
    >::type;

using Inner = std::unordered_map<std::string, Node>;

int main() {
    Node tree = Inner {
        { "a", LeafNode { { "one", 1 }, { "two", 2 }, { "three",3 } } },
        { "b", Inner {
                { "b1", LeafNode { { "four", 4 }, { "five", 5 }, { "six", 6 } } },
                { "b2", LeafNode { { "seven", 7 }, { "eight", 8 }, { "nine", 9 } } },
            }
        },
        { "c", LeafNode {} },
    };
}

提示

为什么要区分内部节点/叶节点？在我看来，叶节点只是具有值而不是子节点的节点:

Live On Coliru

#include <boost/variant.hpp>
#include <unordered_map>

struct Data {
    int _i;
    Data(int i) : _i(i) {}
}; // just for illustration

using Tree = boost::make_recursive_variant<
        Data,
        std::unordered_map<std::string, boost::recursive_variant_>
    >::type;

using Node = std::unordered_map<std::string, Tree>;

int main() {
    Tree tree = Node {
        { "a", Node { { "one", 1 }, { "two", 2 }, { "three",3 } } },
        { "b", Node {
                { "b1", Node { { "four", 4 }, { "five", 5 }, { "six", 6 } } },
                { "b2", Node { { "seven", 7 }, { "eight", 8 }, { "nine", 9 } } },
            }
        },
        { "c", Node {} },
    };
}

没有 Make-Recursive-Variant

您可以通过良好判断的前向声明:

Live On Coliru

#include <boost/variant.hpp>
#include <unordered_map>

struct Data {
    int _i;
    Data(int i) : _i(i) {}
}; // just for illustration

struct Node;

using Tree = boost::variant<Data, boost::recursive_wrapper<Node> >;

struct Node : std::unordered_map<std::string, Tree> {
    using base = std::unordered_map<std::string, Tree>;
    using base::base; // inherit constructor
};

int main() {
    Tree tree = Node {
        { "a", Node { { "one", 1 }, { "two", 2 }, { "three",3 } } },
        { "b", Node {
                { "b1", Node { { "four", 4 }, { "five", 5 }, { "six", 6 } } },
                { "b2", Node { { "seven", 7 }, { "eight", 8 }, { "nine", 9 } } },
            }
        },
        { "c", Node {} },
    };
}

更优雅+更高效

如果您使用 unordered_map当映射类型仍然不完整时可以实例化，您不需要 recursive_wrapper 的性能影响完全没有。

在这个过程中，我们可以让构造函数更加智能，让树的构造更加简洁:

Live On Coliru

#include <boost/variant.hpp>
#include <boost/unordered_map.hpp>

struct Data {
    int _i;
    Data(int i = 0) : _i(i) {}
}; // just for illustration

struct Node : boost::variant<Data, boost::unordered_map<std::string, Node> > {
    using Map = boost::unordered_map<std::string, Node>;
    using Base = boost::variant<Data, Map>;

    using Base::variant;
    using Base::operator=;

    Node(std::initializer_list<Map::value_type> init) : Base(Map(init)) {}
};

int main() {
    auto tree = Node {
        { "a", { { "one", 1 }, { "two", 2 }, { "three", 3 } } },
        { "b", {
                { "b1", { { "four", 4 }, { "five", 5 }, { "six", 6 } } },
                { "b2", { { "seven", 7 }, { "eight", 8 }, { "nine", 9 } } },
            }
        },
        { "c", {} },
    };
}

---

(我认为 c++17 将其添加到标准库规范中)