【经验】实现STL算法时遇到的模板编译错误问题

在实现set_union算法时调用了自己写的copy算法，出现了以下问题。

Error 1 error C2665: 'xyz_stl::__copy' : none of the 2 overloads could convert all the argument types 

即“__copy的2个重载不能转换所有的参数类型”。

注：__copy是照着STL源码剖析进行命名的（实际上我倒很不喜欢SGI的那么长的命名），是针对输入迭代器（InputIterator）的迭代器类型（iterator_category）进行两个分支，如果仅仅是普通的输入迭代器，就采用迭代器比较（first != last）的方式判断是否到达末尾，如果是随机访问迭代器（RandomAccessIterator），则用一个int来递减通过判断该int是否大于0来判断是否到达末尾。

看看错误信息的输出

e:\code\数据结构\stl_algo\stl_algo\stl_algo.h(230): could be 'OutputIterator xyz_stl::__copy<InputIterator,OutputIterator>(RandomAccessIterator,RandomAccessIterator,OutputIterator,std::random_access_iterator_tag)'
1> with
1> [
1> OutputIterator=std::ostream_iterator<int,char,std::char_traits<char>>
1> , InputIterator=std::_Tree_const_iterator<std::_Tree_val<std::_Tree_simple_types<int>>>
1> , RandomAccessIterator=std::_Tree_const_iterator<std::_Tree_val<std::_Tree_simple_types<int>>>
1> ]
1> e:\code\数据结构\stl_algo\stl_algo\stl_algo.h(220): or 'OutputIterator xyz_stl::__copy<InputIterator,OutputIterator>(InputIterator,InputIterator,OutputIterator,std::input_iterator_tag)'
1> with
1> [
1> OutputIterator=std::ostream_iterator<int,char,std::char_traits<char>>
1> , InputIterator=std::_Tree_const_iterator<std::_Tree_val<std::_Tree_simple_types<int>>>
1> ]

　　

相当于给出了更详细的说明，但是这个说明我没理解清楚（因为太长了没仔细看），对我的调试产生了很严重的误导……

我以为是“既可能匹配到input_iterator_tag也可能匹配到random_access_iterator_tag，分别给出了这两种情况下的模板参数”。然后就很混乱，甚至想出了用个函数返回iterator_category*来进行强制转换，虽然这样改了后编译通过，但是根据之前写distance的经验，并不需要这么做，只有对value_type等其他几个迭代器属性时才需要返回指针。

PS：这段出错信息就可以看出来我的输入迭代器是std::set的迭代器（树常迭代器），输出迭代器是输出流迭代器，模板的名字太长orz

后来仔细查看调用__copy函数的代码

    OutputIterator operator()(InputIterator first, InputIterator last,
        OutputIterator result)
    {
        typedef typename
            std::iterator_traits<OutputIterator>::iterator_category
            iter_category;
        return __copy(first, last, result, iter_category());
    }

在一堆长长的名字里找bug真是得看眼力orz问题出在iter_category是取得输出迭代器）的迭代器类型，而这里的输出迭代器是ostream_iterator，它继承自类_Outit（微软STL中），而这个类的定义如下

// base for output iterators
typedef iterator<output_iterator_tag, void, void, void, void> _Outit;

迭代器类型是output_iterator_tag，由于我只对input_iterator_tag和random_access_iterator_tag进行了“强化”（就是编译期的if语句），所以无法找到匹配这种迭代器类型的函数模板。实际上也不能为输出迭代器写copy，这种情况只会出现在代码错误的时候，比如我这里。

 

那么回到出错信息，后面还有一段

while trying to match the argument list ... with ... with ...

而前面那一段错误信息实际上是 could be ... with ... with ...

也就是在尝试匹配参数列表时遇到了问题，不是可能匹配两种模板，而是在匹配这两种模板时出了问题，编译器提示说重载个数不够。

 

其实还有个一直疑问的问题，那就是我在实现跟STL一模一样的名字时，我用了自己的命名空间xyz_stl，但是在命名空间内部如果直接调用该函数时会出现错误信息 

error C2668: 'xyz_stl::copy' : ambiguous call to overloaded function

我之前百思不得其解，明明没有使用using namespace std来污染命名空间，为什么会出现有歧义的调用呢？

后来想起来了，函数模板是在用确定类型调用它时才实例化。

而我在调用这个函数模板时，该cpp文件使用了using namespace std;而且函数模板是直接声明为inline的，也就是像宏一样直接展开代码。

虽然还是理解不太清楚，但是大概就是这两个原因吧- -

 

——————————————更新——————————————

今天在实现find_end函数，在进行测试时出现了问题。在list中查找一段vector的出现位置。

    auto it2 = xyz_stl::find_end(lst.cbegin(), lst.cend(),
        v0.cbegin(), v0.cend());
// 错误输出如下:
1>e:\code\数据结构\stl_algo\stl_algo\stl_algo.h(115): error C2782: 'FwIt1 xyz_stl::search(FwIt1,FwIt2,FwIt2,FwIt2)' : template parameter 'FwIt2' is ambiguous
1>          e:\code\数据结构\stl_algo\stl_algo\stl_algo.h(133) : see declaration of 'xyz_stl::search'
1>          could be 'std::reverse_iterator<std::_Vector_const_iterator<std::_Vector_val<std::_Simple_types<int>>>>'
1>          or       'reviter1'
1>          e:\code\数据结构\stl_algo\stl_algo\stl_algo.h(75) : see reference to function template instantiation 'BidIt1 xyz_stl::__find_end<FwIt1,FwIt2>(BidIt1,BidIt1,BidIt2,BidIt2,std::bidirectional_iterator_tag,std::bidirectional_iterator_tag)' being compiled
1>          with
1>          [
1>              BidIt1=std::_List_const_iterator<std::_List_val<std::_List_simple_types<int>>>
1>  ,            FwIt1=std::_List_const_iterator<std::_List_val<std::_List_simple_types<int>>>
1>  ,            FwIt2=std::_Vector_const_iterator<std::_Vector_val<std::_Simple_types<int>>>
1>  ,            BidIt2=std::_Vector_const_iterator<std::_Vector_val<std::_Simple_types<int>>>
1>          ]
1>          e:\code\数据结构\stl_algo\stl_algo\teststlalgo.cpp(26) : see reference to function template instantiation 'FwIt1 xyz_stl::find_end<std::_List_const_iterator<std::_List_val<std::_List_simple_types<int>>>,std::_Vector_const_iterator<std::_Vector_val<std::_Simple_types<int>>>>(FwIt1,FwIt1,FwIt2,FwIt2)' being compiled
1>          with
1>          [
1>              FwIt1=std::_List_const_iterator<std::_List_val<std::_List_simple_types<int>>>
1>  ,            FwIt2=std::_Vector_const_iterator<std::_Vector_val<std::_Simple_types<int>>>
1>          ]

又是长长的错误信息，但是VS确实厉害，有了上次浪费宝物VS瞎纠结的教训，一共三句错误代码，分别双击，可以来到4个错误位置。

    reviter1 rresult = xyz_stl::search(reviter1(last1), rlast1,
        reviter2(last2), rlast2);

注：reviter1和reviter2是分别针对FwIt1、FwIt2的2个逆向迭代器的别名。

template <typename FwIt1, typename FwIt2>
inline FwIt1 search(FwIt1 first1, FwIt2 last1, FwIt2 first2, FwIt2 last2)

    return __find_end(first1, last1, first2, last2,
        category1(), category2());

    auto it2 = xyz_stl::find_end(lst.cbegin(), lst.cend(),
        v0.cbegin(), v0.cend());

模板参数是从4条语句中最下面一条往上推测的，而with后面[]中的内容则是模板参数推测，回到刚才长长的错误信息中，从下往上看：

第4句推测出了FwIt1和FwIt2；

第3句推测出了BidIt1和BidIt2；

第2句推测失败：既可能是vector的常迭代器，也可能是reviter1（BidIt1的逆向迭代器），

那么问题出在第二句，为什么会推测出2种可能呢？再看看第2句的定位处：

template <typename FwIt1, typename FwIt2>
inline FwIt1 search(FwIt1 first1, FwIt2 last1, FwIt2 first2, FwIt2 last2)

……

……

……

好吧，我的last1是FwIt2，first1是FwIt1，而实际上first1和last1是同一种迭代器类型（vector的），first2和last2也是同一种迭代器类型（list的）。

所以，仅仅只是写错一个数字……就出现了这么大一坨shit一样的恶心错误信息……还是这么简单的功能实现……

简直是坑死人不偿命的模板元编程……