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Como faço p/ estender o std::vector de forma que exista uma conversão implícita de std::array para std::vector?

Imagina que tenho o seguinte:

template <class T, int N>
std::array<T, N> vector_to_array (std::vector<T> x) {
  std::array<T,N> y;
  std::copy_n(x.begin(), N, y.begin());
  return y;
}

std::array<int,2> times2 (std::array<int, 2> x) {
  x[0] = x[0]*2;
  x[1] = x[1]*2;
  return x;
}

void times2vector (std::vector<int>  x) {
  auto res = times2(vector_to_array<int, 2>(x));
  std::cout << res[0] << std::endl;
  std::cout << res[1] << std::endl;
}

Eu queria evitar a chamada explícita de vector_to_array<int, 2>(x) e fazer com que isso acontecesse implicitamente.

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    Você pode herdar em outra classe e criar um operador de cast, mas eu acho que não compensa, todo mundo anda correndo de fazer casts implícitos, precisa ser caso bem pensado, em geral só estar no tipo desde o começo e não fazendo herança, dá mais problemas que solução.
    – Maniero
    Commented 5/02/2020 às 18:28

1 Resposta 1

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Nesse caso, a melhor solução me parece simplesmente fazer uma function overloading.Confira-se:

std::array<int,2> times2(std::array<int, 2> x) {
  x[0] = x[0]*2;
  x[1] = x[1]*2;
  return x;
}

std::array<int,2> times2 (std::vector<int> x){
   return times2(vector_to_array<int, 2>(x));
}

void times2vector (std::vector<int>  x) {
  auto res = times2(x);
  std::cout << res[0] << std::endl;
  std::cout << res[1] << std::endl;
}

Contudo, não foi isso que você pediu e eu desconfio que você tenha em algum momento trabalhado com essa possibilidade. Porém, a solução do jeito que você quer esbarra dois graves problemas, o primeiro desses problemas decorre da imprevisibilidade ao se estender (ou herdar) o std::vector

Eu particularmente desconheço se existam regras claras sobre a herança da maioria das classes da standard library ou se não está definido e é, portanto, algo que depende da implementação. Quanto a isso, desnecessário dizer que se a implementação usar, por exemplo, um private member tout est perdu. Friend classes e functions também são problemáticas e eu creio que existam outros casos. Um exemplo:

class myvector: public std::vector<int>{};

int main(){
   //essa parte funciona
   myvector a0;
   std::vector<int> a1;
   a0.push_back(42);
   a1.push_back(21);

   std::cout << "myvector: " << a0[0] << "\t std::vector: " << a1[0] << '\n';

   //mas aqui a vaca vai para o brejo
   std::vector<int> b0{2, 4, 5};
   myvector b1{2, 4, 5}; //no matching function for call to ...

   return 0;
}

O segundo problema está relacionado à conversão implícita. Na maioria dos casos, é perfeitamente possível usar o implicit conversion operator para criar uma conversão implícita definida pelo usuário. Confira-se o exemplo abaixo:

#include <iostream>

class A{
public:
   int i = 11;
   int j = 13;
};

class B{
public:
   char i = 'S';
   //cria uma conversão implicita de A para B
   operator A() const {return A{42, 45};}
};

//note que a função somente recebe A como parâmetro
void print_number(A a){
   std::cout << a.i << '\n';
}

int main(){
   A a;
   B b;
   print_number(a);
   print_number(b);// mas com o "operator A()", agora a função aceita B numa boa
   return 0;
}

/*output:
>> 11
>> 42
*/

No entanto, no caso do std::array, isso é extremamente problemático porque ele não só é um template como é um template em que um dos parâmetros não é sequer um tipo e isso simplesmente não combina bem com operators. Por exemplo, isso aqui definitivamente não vai funcionar:

template <class T, int N>
std::array<T, N> vector_to_array (std::vector<T> x) {
  std::array<T,N> y;
  std::copy_n(x.begin(), N, y.begin());
  return y;
}

class mvector : public std::vector<int> {
   operator std::array<T, int N>() const { //ops... template argument 2 is invalid
      return vector_to_array<T, N>(*this);
   }
};

Por fim, alguns sites consultados para posterior leitura e workarounds (infelizmente, todos em inglês, assim como workarounds que significa 'soluções alternativas' ):

https://en.cppreference.com/w/cpp/language/cast_operator
https://stackoverflow.com/questions/1762049/templated-operator-overload-c
https://stackoverflow.com/questions/4353203/thou-shalt-not-inherit-from-stdvector

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