C++ of the Day #27 - Boost::Iterator 라이브러리 사용하기 #3

이전 글에서 만들어 본 sv_iterator는 iterator_facade가 필요로 하는 함수들을 구현하여 완성할 수 있었습니다. 하지만 이 중 dereference 를 제외한 나머지 함수들은 단순히 모든 작업을 내부적으로 사용한 vector<C_iter>::const_iterator에 forwarding 하고 있습니다.

그렇다면 이런 대부분의 단순 forwarding 함수들은 작성하지 않아도 되지 않을까 생각할 수 있으며 이런 생각이 반영되어 구현된 클래스가 바로 iterator_adaptor입니다. 물론 Adaptor design pattern이겠죠? :-) 말 그대로 약간만 다른 기존의 iterator 타입을 새로운 iterator 타입으로 adapt 시켜줍니다.

그럼 먼저 iterator_adaptor의 template 인자에 대해 살펴 보겠습니다.

template <
  class Derived
  , class Base
  , class Value               = use_default
  , class CategoryOrTraversal = use_default
  , class Reference           = use_default
  , class Difference          = use_default
>
class iterator_adaptor 

여기서 중요한 인자는 Base로 바로 iterator를 만들기 위해 내부적으로 사용되는 iterator 타입을 지정합니다. Base 뒤의 인자들은 모두 use_default로 Base로 지정한 타입에서 필요한 타입을 얻어내서 사용합니다. 하지만 특정 인자를 Base의 것과 다르게 사용하고 싶다면 명시적으로 지정해야 합니다.

예를 들어 list<int*>의 iterator 타입을 가지고 value_type을 pointer가 아닌 value로 사용할 수 있는 iterator를 만들고 싶다면 다음과 같이 선언하면 됩니다.

class xx_iterator
  : public iterator_adaptor<
      xx_iterator,
      list<int*>::iterator,
      int // not int*
    >

사실 위의 예제가 바로 이번 글에서 우리가 하려는 작업입니다. 실제 value_type은 Iter이나 이를 iterator_value<Iter>::type, 즉 *Iter 타입으로 사용하려는 것이죠.

그럼 이제 우리의 sv_iterator를 만들어 볼까요?

class sv_iterator
  : public boost::iterator_adaptor<
      sv_iterator,
      typename std::vector<c_iter>::const_iterator, // (1)
      C_value_type const // (2)
    >
{
  typedef typename sv_iterator::iterator_adaptor_ super_t; // (3)
public:
  explicit sv_iterator(typename sv_iterator::base_type p)
    : super_t(p) {} // (4)

private:
  friend class boost::iterator_core_access;

  C_value_type const& dereference() const {
    return **(this->base_reference()); // (5)
  }
};

위의 코드가 sv_iterator의 코드 전체입니다. 한결 짧아졌죠? 먼저 template 인자 부분에서 Base로 vector<C_iter>::const_iterator를 지정하면서(1) Value에는 C_value_type const를 사용했음을(2) 알 수 있습니다. 만약 Value 인자를 지정하지 않았다면 Value 타입은 C_iter const가 되어 버리겠죠?

다음으로 이전 sv_iterator에 존재했던 멤버 변수 curr_가 없어졌음을 알 수 있습니다. 이 정보는 iterator_adaptor가 Base 타입으로 가지고 있게 되며 따라서 생성자에서는 부모 클래스에 Base 타입의 값을 넣어서 이 값을 저장할 수 있습니다.(4) 여기서 super_t는 부모 클래스 타입의 typedef 입니다.(3)

마지막으로 Base iterator의 동작과 달라야 하는 dereference 함수만 구현해 주면 됩니다. 여기서는 base_reference() 함수를 사용하여 생성자에서 셋팅했던 값을 가져오고 있습니다.(5)

이것으로 sv_iterator는 끝~ :-)

너무 짧아서 섭섭한 관계로 sorted_view에 reverse_iterator를 추가해 보겠습니다. 물론 const_reverse_iterator가 되겠죠?

typedef boost::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;

const_reverse_iterator rbegin() const {
  return boost::make_reverse_iterator(sv_iterator(data_.end()));
}
const_reverse_iterator rend() const {
  return boost::make_reverse_iterator(sv_iterator(data_.begin()));
}

boost::make_reverse_iterator를 사용하니 이것도 너무 간단하군요. :-)

이 외에도 Boost의 iterator 문서를 보면 이외에도 다양한 특화된 adaptor들을 볼 수 있습니다.

이것으로 boost::iterator 라이브러리에 대한 소개를 마치겠습니다.

boost::multi_index_container 소개

이번에 만들어 본 sorted_view와 유사한 기능을 할 수 있는 multi_index_container라는 라이브러리가 boost에 존재합니다. 여기서는 간단히 sorted_view로 했던 작업을 multi_index_container로 하는 방법을 간단히 소개하고 마치겠습니다.

using namespace std;
using namespace boost;
using namespace boost::multi_index;

typedef multi_index_container<
  int,
  indexed_by<
    sequenced<>,
    ordered_non_unique >
  >
> int_container;

int_container ic;

int_container::nth_index<0>::type& ic0 = ic.get<0>();
int_container::nth_index<1>::type& ic1 = ic.get<1>();

ic0.push_back(3);
ic0.push_back(0);
ic0.push_back(1);
ic0.push_back(4);
ic0.push_back(2);

copy(ic0.begin(), ic0.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
cout << endl;

copy(ic1.begin(), ic1.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
cout << endl;

// output
// 3 0 1 4 2 
// 0 1 2 3 4 

처음 타입을 선언하는 부분이 좀 어렵지만 이 후 사용법은 일반 컨테이너와 동일합니다. 자세한 내용은 boost의 multi_index 컨테이너 라이브러리 문서에 있습니다.