Перегруженный оператор [] в классе шаблонов в С++ с версиями const/nonconst

Ну, это было длинное название.

Вот моя проблема. У меня есть шаблонный класс на С++, и я перегружаю оператор []. У меня есть как const, так и неконтинентная версия, причем версия non-const возвращается по ссылке, поэтому элементы в классе могут быть изменены следующим образом:

myobject[1] = myvalue;

Все это работает до тех пор, пока я не буду использовать логическое значение в качестве параметра шаблона. Вот полный пример, который показывает ошибку:

#include <string>
#include <vector>
using namespace std;

template <class T>
class MyClass
{
    private:
        vector<T> _items;

    public:

        void add(T item)
        {
            _items.push_back(item); 
        }

        const T operator[](int idx) const
        {
            return _items[idx];
        }

        T& operator[](int idx)
        {
            return _items[idx];
        }

};


int main(int argc, char** argv)
{
    MyClass<string> Test1;      //  Works
    Test1.add("hi");
    Test1.add("how are");
    Test1[1] = "you?";


    MyClass<int> Test2;         //  Also works
    Test2.add(1);
    Test2.add(2);
    Test2[1] = 3;


    MyClass<bool> Test3;        // Works up until...
    Test3.add(true);
    Test3.add(true);
    Test3[1] = false;           // ...this point. :(

    return 0;
}

Ошибка - это ошибка компилятора, и сообщение:

error: invalid initialization of non-const reference of type ‘bool&’ from a temporary of type ‘std::_Bit_reference’

Я прочитал и обнаружил, что STL использует некоторые временные типы данных, но я не понимаю, почему он работает со всем, кроме bool.

Любая помощь по этому поводу будет оценена.

Ответ 1

Поскольку vector<bool> специализируется на STL и фактически не соответствует требованиям стандартного контейнера.

Herb Sutter говорит об этом больше в статье GOTW: http://www.gotw.ca/gotw/050.htm

Ответ 2

A vector<bool> не является реальным контейнером. Ваш код эффективно пытается вернуть ссылку на один бит, что недопустимо. Если вы измените свой контейнер на deque, я верю, что вы получите ожидаемое поведение.

Ответ 3

A vector<bool> не реализуется, как и все другие векторы, и не работает так же, как и они. Вам лучше просто не использовать его, и не беспокоиться о том, не может ли ваш код справиться со своими многочисленными особенностями - в основном это считается "Плохая вещь", навязанная нам некоторыми немыслимыми членами комитета С++ Standard.

Ответ 4

Некоторые изменения в вашем классе должны быть исправлены.

template <class T>
class MyClass
{ 
    private:
        vector<T> _items;

    public:

        // This works better if you pass by const reference.
        // This allows the compiler to form temorary objects and pass them to the method.
        void add(T const& item)
        {
            _items.push_back(item);
        }

        // For the const version of operator[] you were returning by value.
        // Normally I would have returned by const ref.

        // In normal situations the result of operator[] is T& or T const&
        // But in the case of vector<bool> it is special 
        // (because apparently we want to pack a bool vector)

        // But technically the return type from vector is `reference` (not T&) 
        // so it you use that it should compensate for the odd behavior of vector<bool>
        // Of course const version is `const_reference`

        typename vector<T>::const_reference operator[](int idx) const
        {
            return _items[idx];
        }

        typename vector<T>::reference operator[](int idx)
        {
            return _items[idx];
        }
};  

Ответ 5

Как указывают другие ответы, предоставляется специализация для оптимизации распределения пространства в случае вектора <BOOL> .

Однако вы все равно можете сделать свой код действительным, если вы используете вектор:: reference вместо T &. На самом деле хорошей практикой является использование контейнера:: reference при обращении к данным, хранящимся в контейнере STL.

T& operator[](int idx)

становится

typename vector<T>::reference operator[](int idx)

Конечно, это также typedef для ссылки const:

const T operator[](int idx) const

и это становится (удаление ненужной дополнительной копии)

typename vector<T>::const_reference operator[](int idx) const

Ответ 6

Причиной ошибки является то, что vector<bool> специализирован для хранения булевых значений, хранящихся внутри, и vector<bool>::operator[] возвращает некоторый прокси-сервер, который позволяет вам получить доступ к значению.

Я не думаю, что решение будет состоять в том, чтобы вернуть тот же тип, что и vector<bool>::operator[], потому что тогда вы просто скопировали бы прискорбное особое поведение вашего контейнера.

Если вы хотите использовать vector в качестве базового типа, я считаю, что проблема bool может быть исправлена ​​с помощью vector<MyBool> вместо этого, когда MyClass создается с помощью bool.

Это может выглядеть так:

#include <string>
#include <vector>
using namespace std;

namespace detail
{
    struct FixForBool
    {
        bool value;
        FixForBool(bool b): value(b) {}
        operator bool&() { return value; }
        operator const bool& () const { return value; }
    };

    template <class T>
    struct FixForValueTypeSelection
    {
        typedef T type;
    };

    template <>
    struct FixForValueTypeSelection<bool>
    {
        typedef FixForBool type;
    };

}

template <class T>
class MyClass
{
    private:
        vector<typename detail::FixForValueTypeSelection<T>::type> _items;

    public:

        void add(T item)
        {
            _items.push_back(item);
        }

        const T operator[](int idx) const
        {
            return _items[idx];
        }

        T& operator[](int idx)
        {
            return _items[idx];
        }

};


int main(int argc, char** argv)
{
    MyClass<string> Test1;      //  Works
    Test1.add("hi");
    Test1.add("how are");
    Test1[1] = "you?";


    MyClass<int> Test2;         //  Also works
    Test2.add(1);
    Test2.add(2);
    Test2[1] = 3;


    MyClass<bool> Test3;        // Works up until...
    Test3.add(true);
    Test3.add(true);
    Test3[1] = false;           // ...this point. :(

    return 0;
}