Trouver une Méthode Générique pour Accéder à Divers Conteneurs en C++

Dans le C++ moderne, un défi commun auquel sont confrontés les développeurs est d’itérer de manière uniforme sur différents types de conteneurs. Imaginez que vous avez plusieurs conteneurs : le standard std::vector, std::list, et une liste personnalisée. Chaque conteneur a son propre type d’itérateur unique, ce qui peut rendre l’écriture de code propre et maintenable difficile. Dans cet article de blog, nous allons explorer ce problème et présenter une solution élégante pour accéder à ces conteneurs de manière générique.

Le Problème

Lorsque vous essayez d’accéder aux éléments de ces conteneurs divers, vous rencontrez rapidement un problème. Dans votre classe Foo, vous souhaitez disposer d’un seul itérateur qui puisse interagir avec std::vector<int>, std::list<int>, et votre liste personnalisée. Cependant, comme tous ces conteneurs renvoient différents types d’itérateurs, vos tentatives d’assigner un seul itérateur entraîneraient des conflits de types.

Voici une version simplifiée du défi que vous rencontrez :

class Foo {
public:
    Foo() {
        std::list<int> x;
        std::vector<int> y;
        custom_list<int> z;

        iter = x.begin(); // OU
        iter = y.begin(); // OU
        iter = z.begin(); // Problème : Types d'itérateurs différents
    };
private:
    std::iterator<int> iter; // Cela ne fonctionnera pas
};

La Solution

Pour résoudre ce problème tout en gardant votre code élégant et gérable, nous pouvons utiliser un concept connu sous le nom de gommage de types. Cette technique nous permet de créer une interface générique pour les itérateurs, fournissant un moyen uniforme d’accéder aux éléments à travers différents types de conteneurs.

Étape 1 : Classe de Base des Itérateurs

Nous allons commencer par définir une interface de base dont tous les itérateurs hériteront. Cela offre une approche commune pour interagir avec les différents types d’itérateurs.

class IIterator {
public:
    virtual ~IIterator() = default;
    virtual int& operator*() = 0; // Opérateur de déréférencement
    virtual IIterator& operator++() = 0; // Opérateur d'incrément
    virtual bool operator!=(const IIterator& other) const = 0; // Opérateur de comparaison
};

Étape 2 : Mise en Œuvre pour Chaque Type de Conteneur

Ensuite, nous allons implémenter cette interface pour les différents types de conteneurs.

Pour std::vector

class VectorIterator : public IIterator {
    std::vector<int>::iterator it;
public:
    VectorIterator(std::vector<int>::iterator iterator) : it(iterator) {}
    int& operator*() override { return *it; }
    IIterator& operator++() override { ++it; return *this; }
    bool operator!=(const IIterator& other) const override {
        return this->it != dynamic_cast<const VectorIterator&>(other).it;
    }
};

Pour std::list

class ListIterator : public IIterator {
    std::list<int>::iterator it;
public:
    ListIterator(std::list<int>::iterator iterator) : it(iterator) {}
    int& operator*() override { return *it; }
    IIterator& operator++() override { ++it; return *this; }
    bool operator!=(const IIterator& other) const override {
        return this->it != dynamic_cast<const ListIterator&>(other).it;
    }
};

Pour la Liste Personnalisée

En supposant que votre liste personnalisée définissant un itérateur soit disponible, vous l’implémenteriez de manière similaire comme ci-dessous:

class CustomListIterator : public IIterator {
    custom_list<int>::iterator it;
public:
    CustomListIterator(custom_list<int>::iterator iterator) : it(iterator) {}
    int& operator*() override { return *it; }
    IIterator& operator++() override { ++it; return *this; }
    bool operator!=(const IIterator& other) const override {
        return this->it != dynamic_cast<const CustomListIterator&>(other).it;
    }
};

Étape 3 : Utilisation des Itérateurs dans Foo

Maintenant, dans votre classe Foo, vous pouvez maintenir un seul type de pointeur vers la classe de base IIterator pour gérer n’importe quel type de conteneur.

class Foo {
public:
    Foo() {
        std::list<int> x;
        std::vector<int> y;
        custom_list<int> z;

        IIterator* iter;

        // Supposons que vous ayez des instances de chaque conteneur
        iter = new VectorIterator(y.begin());
        // OU
        iter = new ListIterator(x.begin());
        // OU
        iter = new CustomListIterator(z.begin());

        // Vous pouvez maintenant utiliser iter comme un itérateur uniforme
    };
};

Conclusion

En utilisant le gommage de types à travers une interface commune d’itérateur, nous avons fourni un moyen élégant de manipuler des types de conteneurs disparates en C++. Cela permet d’avoir un code plus propre et plus maintenable tout en évitant la douleur de la gestion de plusieurs types d’itérateurs.

Pour explorer davantage ce sujet, envisagez de consulter des articles instructifs :

• Donner aux Itérateurs STL une Classe de Base
• Gommage de Types pour les Itérateurs C++
• Référence de la Classe any_iterator

Cette solution améliore non seulement vos compétences en C++, mais aide également à créer des structures de code polyvalentes et réutilisables capables de gérer divers types de conteneurs de manière fluide.