如何扁平化嵌套容器的迭代器？

Question

这是（还）跟随詹姆斯对这个问题的回答：Flattening iterator

如何修改flattenig_iterator以便递归地工作？假设我有更多级别的嵌套容器，我不想限制给定的嵌套深度。即flattening_iterator应

std::vector< std::vector < std::vector <int> > > 

工作，以及与

std::vector< std::vector < std::vector < std::vector <int> > > > 

在我实际的代码我有可能或没有包含这样的阵列本身对象的数组。

编辑：

访问与执行嵌套循环容器中的元素：

通过不同类型的嵌套容器我学到了一些东西，可能是有趣的，其他人也进行迭代不同的方式玩耍后比迭代器解决方案快5到6倍。

优点：

• 元件可以是复杂的对象，例如（就像我的情况）包含容器的类。
• 更快的执行速度

缺点：

• 每个容器结构需要一个新的循环执行
• 标准库算法不可用

其他利弊？

Answer 1

好的，所以这不是一个完整的解决方案 - 但我用完了时间。所以这当前不是一个完整的迭代器，而是一个类似于这个接口的类似于迭代器的类，它需要C++ 11。我已经测试了G ++ 4.7：

template<typename NestedContainerType, typename Terminator> 
class flatten_iterator 
{ 
    bool complete(); 
    void advance(); 
    Terminator& current(); 
}; 

哪里NestedContainerType是嵌套容器类型（奇怪）和终结者的，你想摆脱扁平化的最里面东西的类型。

下面的代码工作，但是这当然没有广泛测试。完全包装它（假设你只对快速前进感到满意）不应该做太多工作，特别是如果你使用boost::iterator_facade。

#include <list> 
#include <deque> 
#include <vector> 

#include <iostream> 

template<typename ContainerType, typename Terminator> 
class flatten_iterator 
{ 
public: 
    typedef flatten_iterator<typename ContainerType::value_type, Terminator> inner_it_type; 
    typedef typename inner_it_type::value_type value_type; 

public: 
    flatten_iterator() {} 

    flatten_iterator(ContainerType& container) : m_it(container.begin()), m_end(container.end()) 
    { 
     skipEmpties(); 
    } 

    bool complete() 
    { 
     return m_it == m_end; 
    } 

    value_type& current() 
    { 
     return m_inner_it.current(); 
    } 

    void advance() 
    { 
     if (!m_inner_it.complete()) 
     { 
      m_inner_it.advance(); 
     } 
     if (m_inner_it.complete()) 
     { 
      ++m_it; 
      skipEmpties(); 
     } 
    } 

private: 
    void skipEmpties() 
    { 
     while (!complete()) 
     { 
      m_inner_it = inner_it_type(*m_it); 
      if (!m_inner_it.complete()) break; 
      ++m_it; 
     } 
    } 

private: 
    inner_it_type     m_inner_it; 
    typename ContainerType::iterator m_it, m_end; 
}; 


template<template<typename, typename ...> class ContainerType, typename Terminator, typename ... Args> 
class flatten_iterator<ContainerType<Terminator, Args...>, Terminator> 
{ 
public: 
    typedef typename ContainerType<Terminator, Args...>::value_type value_type; 

public: 
    flatten_iterator() {} 

    flatten_iterator(ContainerType<Terminator, Args...>& container) : 
     m_it(container.begin()), m_end(container.end()) 
    { 
    } 

    bool complete() 
    { 
     return m_it == m_end; 
    } 

    value_type& current() { return *m_it; } 
    void advance() { ++m_it; } 

private: 
    typename ContainerType<Terminator, Args...>::iterator m_it, m_end; 
}; 

并与下面的测试情况下，它确实你所期望的：

int main(int argc, char* argv[]) 
{ 
    typedef std::vector<int> n1_t; 
    typedef std::vector<std::deque<short> > n2_t; 
    typedef std::list<std::vector<std::vector<std::vector<double> > > > n4_t; 
    typedef std::vector<std::deque<std::vector<std::deque<std::vector<std::list<float> > > > > > n6_t; 

    n1_t n1 = { 1, 2, 3, 4 }; 
    n2_t n2 = { {}, { 1, 2 }, {3}, {}, {4}, {}, {} }; 
    n4_t n4 = { { { {1.0}, {}, {}, {2.0}, {} }, { {}, {} }, { {3.0} } }, { { { 4.0 } } } }; 
    n6_t n6 = { { { { { {1.0f}, {}, {}, {2.0f}, {} }, { {}, {} }, { {3.0f} } }, { { { 4.0f } } } } } }; 

    flatten_iterator<n1_t, int> i1(n1); 
    while (!i1.complete()) 
    { 
     std::cout << i1.current() << std::endl; 
     i1.advance(); 
    } 

    flatten_iterator<n2_t, short> i2(n2); 
    while (!i2.complete()) 
    { 
     std::cout << i2.current() << std::endl; 
     i2.advance(); 
    } 

    flatten_iterator<n4_t, double> i4(n4); 
    while (!i4.complete()) 
    { 
     std::cout << i4.current() << std::endl; 
     i4.advance(); 
    } 

    flatten_iterator<n6_t, float> i6(n6); 
    while (!i6.complete()) 
    { 
     std::cout << i6.current() << std::endl; 
     i6.advance(); 
    } 
} 

所以打印每个容器类型如下：

1 
2 
3 
4 

注意，它不尚未与set一起使用，因为需要处理set迭代器返回const引用的事实。为读者练习... :-)

Answer 2

我会很快勾勒出一个解决方案：

1. 写is_container性状检测begin()和end()成员，或可能还有一些更复杂的规则;
2. 编写一个all_flattening_iterator<T>模板，它只是一个flattening_iterator<all_flattening_iterator<typename T::value_type>>;
3. 当T不是一个容器（使用默认模板bool参数）时，写一个all_flattening_iterator<T>的专业化版本，它只是一个常规迭代器。

Answer 3

我在这里稍微晚点到达，但我刚刚发布了a library (multidim)来处理这样的问题。详情请查看my answer to the related question。

我的解决方案从使用“可伸缩嵌套”迭代器的Alex Wilson's idea获得灵感。它虽然增加了一些功能（例如支持只读容器，例如set，向后迭代，随机访问），并提供更愉快的界面，因为它可以自动检测“叶子”元素的类型。