1.C++ STL中vector容器push_back和emplace_back误区提醒
2.STL源码学习(3)- vector详解
3.从应用到源码理解STL反向迭代器
4.STL源码剖析总结笔记(2):容器(containers)概览
5.从源码理解vector赋值操作符的实现
6.STL源码剖析总结笔记(3):vector初识
C++ STL中vector容器push_back和emplace_back误区提醒
C++ STL中的vector容器在添加元素时,通常我们使用push_back或emplace_back。有人认为emplace_back是C++后引入的,性能优于push_back,因此推荐使用。但实际上,免费微信小程序源码两者在性能和兼容性上的差异并不显著。
尽管emplace_back引入了原地构造的概念,但其本质是通过右值引用接收元素。push_back也有一个右值引用的重载版本,其接口看起来与emplace_back相似。深入到GCC源码层面,push_back实际上是调用emplace_back来完成元素的添加,只是多了一步右值转换,但这在优化后通常会被编译器处理,不会显著影响性能。
总结来说,无论是push_back还是emplace_back,两者在实际使用中的效果基本一致。在面试或者日常编程中,除非有特殊需求,否则选择任何一个都不会造成重大影响。这个结论在我一年前就有所了解,时间过得真快。
STL源码学习(3)- vector详解
STL源码学习(3)- vector详解
vector的迭代器与数据类型:vector内部的连续存储结构使得任何类型的数据指针都可以作为其迭代器。通过迭代器,可以执行诸如指针操作,如访问元素值。his系统 源码 vector定义了两个迭代器start和finish,分别指向元素的起始和终止地址,同时还有一个end_of_storage标记空间的结束位置。vector的容量保证大于等于已分配元素空间,提供了获取空间大小的函数,如front和back的值以引用返回,更高效。 空间配置原理:STL中的vector使用SGI STL容器的二级空间配置器。vector头部包含配置信息,如data_allocator作为空间配置器的别名。简单配置器(simple_alloc)是封装了高级和低级配置器调用的抽象类。 构造函数与内存管理:vector通过空间配置器创建元素。构造函数允许预分配并初始化元素,fill_initialize用于调整空间范围,allocate_and_fill则分配空间并填充。这个过程涉及data_allocator的allocate函数,分配空间并返回起始地址。 vector析构时,调用deallocate函数释放空间。pop_back和erase方法会移除元素并销毁相应空间,clear则清除全部元素。insert操作复杂,根据元素数量和容器状态可能需要扩容。 插入与扩展操作:push_back在末尾插入元素,如果空间不足,可能需要扩容。insert接受三个参数,unix源码剖析根据情况处理插入操作,可能抛出异常并销毁部分元素。从应用到源码理解STL反向迭代器
在实际应用中,我们可能需要从序列容器(如vector)的尾部移除不满足特定条件的部分元素。这通常涉及从尾部开始的迭代操作。然而,容器成员函数erase不接受反向迭代器作为参数。因此,我们需要将反向迭代器转换为普通迭代器。先来看看STL迭代器的分类和转换关系。
STL迭代器主要分为用途迭代器,它们之间存在转换关系,但不是所有迭代器类型都可以相互转换。转换关系需通过迭代器的构造函数定义,有些可以直接转换,有些则需调用特定方法。
特别地,反向迭代器到普通迭代器的转换可以通过调用反向迭代器的base()方法实现。但初版代码存在缺陷,未能按预期将元素正确删除。通过跟踪代码并参考cpp reference文档,我们发现base()方法返回的迭代器实际上比预期位置靠后一个元素。
为了修正这个问题,我们需要将通过base()方法得到的迭代器向前移动一个位置,以正确指向第一个符合移除条件的元素。修改代码后,可以确保元素按约定进行删除。格子铺 源码
在一般场景下,迭代器的使用主要涉及遍历访问和遍历修改元素值。对于删除和插入操作,可能需要将反向迭代器转换为普通迭代器。STL容器的erase和insert成员函数仅接受普通迭代器作为参数。
在执行插入操作时,直接使用base()将反向迭代器转换为普通迭代器,并传入insert函数,其语义是一致的。而在删除操作中,直接使用base()转换后的迭代器可能无法正确执行,因为反向迭代器和普通迭代器在终止位置上的处理存在差异。为了修正此问题,需要手动调整,确保迭代器的有效性。
对于反向迭代器,通过正确的反向迭代操作得到的迭代器,在不等于rend()返回的迭代器时,都是指向有效值的。因此,除了rend().base()-1操作可能导致问题外,其他转换通常都是安全的。
讨论end()迭代器的前移操作时,需要考虑是否能够安全地访问容器的尾端元素。对于随机访问迭代器,如vector容器,end()返回的食品 网站源码迭代器可以进行前移操作,但需确保移动操作的合法性。对于双向访问迭代器如list,同样可以进行前移操作以访问尾端元素。
结束讨论前,还需要确认iterator的-1操作是否对指向容器尾端元素的迭代器有效。在vector容器中,通过end成员函数返回的迭代器通过-1操作可以得到指向尾端元素的普通迭代器。对于list容器,其end成员函数返回的迭代器也支持前移操作。
总结来说,支持向前移动操作的迭代器访问容器内元素的容器,其end成员函数通过前移操作可以得到一个指向容器尾端元素的迭代器。这符合双向迭代器的设定语义。通过反向迭代器的原理,我们也能验证end()函数返回的迭代器可以进行反向移动。
STL源码剖析总结笔记(2):容器(containers)概览
容器作为STL的重要组成部分,其使用极大地提升了解决问题的效率。深入研究容器内部结构与实现方式,对提升编程技能至关重要。本文将对容器进行概览,分为序列式容器、关联式容器与无序容器三大类。
容器大致分为序列式容器、关联式容器和无序容器。其中序列式容器侧重于顺序存储,关联式容器则强调元素间的键值关系,而无序容器可以看作关联式容器的一种。
容器之间的关系可以归纳为:序列式容器为基层,关联式容器则在基层基础上构建了更复杂的数据结构。例如,heap和priority容器以vector作为底层支持,而set和map则采用红黑树作为基础数据结构。此外,还存在一些非标准容器,如slist和以hash开头的容器。在C++ 中,slist更名为了forward-list,而hash开头的容器改名为了unordered开头。
在容器的实现中,sizeof()函数可能揭示容器的内部大小对比。需要注意的是,尽管在GNU 4.9版本中,一些容器的设计变得复杂,采用了较多的继承结构,但实际上,这些设计在功能上并未带来太大差异。
熟悉容器的结构后,我们可以从vector入手,探索其内部实现细节。其他容器同样蕴含丰富的学习内容,如在list中,迭代器(iterators)的设计体现了编程的精妙之处;而在set和map中,红黑树的实现展现了数据结构的高效管理。
本文对容器进行了概览,旨在提供一个全面的视角,后续将对vector、list、set、map等容器进行详细分析,揭示其背后的实现机制与设计原理。
从源码理解vector赋值操作符的实现
深入解析vector赋值操作符实现逻辑
通过基准测试得知,vector赋值操作符具有最高效率。接下来,我们将从源代码角度探讨实现细节。
先看测试代码,构建一个包含个元素的vector作为源数据,并声明目标vector,将源数据赋值给目标vector。
STL源码中,非自复制情况,首先拷贝内存分配器,然后调用内部函数assign。assign函数接收数据起始和终止指针作为参数,注意指针而非迭代器,这在后续文章中有详述。
assign关键实现,计算源数据元素总数,通过两个指针减法得出,这一步骤对理解复制过程至关重要。
distance函数实现,通过迭代器类型萃取判断vector是否支持随机访问,返回元素数量。此函数通过指针直接减法计算元素个数。
了解容器容量概念,vector有size和capacity两个参数,分别表示当前元素数和最大容量。
assign中,通过capacity比较源数据大小,若容量足够,则直接写入数据,否则需申请新内存。
复制过程分两步:先记录复制后vector的size是否增长,然后将源数据范围内的元素复制至当前容器,最后根据size变化决定是否执行析构或构造操作。
复制前后容器状态示意图,展示容器大小增长和不增长两种情况。
疑惑点:在C语言中,数据直接拷贝无需对象概念,而在C++中,对象包含数据和行为,复制涉及构造和析构。
C++对象生命周期管理,构造和析构遵循特定调用规则,复制操作需手动执行构造或析构以适应内存变化。
当源数据小于容器容量时,直接复制;容量不足时,释放当前内存,申请新内存进行复制。
vector复制过程细节繁多,设计复杂。后续文章将探讨其他复制方法,并横向对比性能差异。
STL源码剖析总结笔记(3):vector初识
vector是c++中常用且重要的容器之一。相较于固定大小的array,vector拥有动态分配内存的特性,允许它在使用过程中随着元素的增删而自行调整大小。这种动态性使得vector在处理不可预知数据量时更为便捷。
内部结构上,vector使用了数组作为存储基础,并通过start, finish和end of storage三个迭代器进行访问和管理空间。其中,start和finish分别指向可用空间的首端和尾端,end of storage则指向内存块的末尾。在vector大小为字节(位系统下,一个指针占4字节)的情况下,其大小为3。因此,vector可以灵活地通过迭代器定位数据的大小与位置。
内存管理机制是vector的精华之一。当空间耗尽时,vector会自动扩展为二倍的内存容量,以容纳新增元素。此过程涉及创建新空间,复制原有数据,然后释放旧空间,确保资源的有效利用。
vector提供了丰富的迭代器,遵循随机访问的行为,允许直接获取和修改数据,增强操作的效率。这些迭代器简化了对数据结构的遍历与修改操作。
在添加与删除数据时,vector提供了pop_back(), erase, insert等高效方法。例如,pop_back()简单地删除尾部元素,erase允许清除一个范围内的数据,并通过复制来维持数据的连续性。insert操作根据具体需求进行数据的插入与调整,确保结构的完整性与数据的正确性。
综上,vector以其灵活的内存管理和高效的数据操作,成为学习STL和掌握容器结构的理想选择。其清晰的内部机制和丰富的功能特性,为程序设计提供了强大的支持。