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我干了什么?究竟拿了时间换了什么?

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C++Effective-STL

简介

c++基础书,回顾。做一做笔记。

第1章 容器

第1条:慎重选择容器类型

vector是默认应使用的序列类型;当需要频繁地在序列中间做插入和删除操作时,应使用list;当大多数插入和删除操作发生在序列的头部和尾部时,deque是应考虑的数据结构。

■ 你是否需要在容器的任意位置插入新元素
?如果需要,就选择序列容器;关联容器是不行的。
■ 你是否关心容器中的元素是排序的
?如果不关心,则散列容器是一个可行的选择方案;否则,你要避免散列容器。
■ 你选择的容器必须是标准C++的一部分吗
?如果必须是,就排除了散列容器、slist和rope。
■ 你需要哪种类型的迭代器
?如果它们必须是随机访问迭代器,则对容器的选择就被限定为vector、deque和string。或许你也可以考虑rope(有关rope的资料,见第50条)。如果要求使用双向迭代器,那么你必须避免slist(见第50条)以及散列容器的一个常见实现(见第25条)。
■ 当发生元素的插入或删除操作时,避免移动容器中原来的元素是否很重要
?如果是,就要避免连续内存的容器(见第5条)。
■ 容器中数据的布局是否需要和C兼容
?如果需要兼容,就只能选择vector(见第16条)。
■ 元素的查找速度是否是关键的考虑因素
?如果是,就要考虑散列容器(见第25条)、排序的vector(见第23条)和标准关联容器——或许这就是优先顺序。
■ 如果容器内部使用了引用计数技术(reference counting)
,你是否介意?如果是,就要避免使用string,因为许多string的实现都使用了引用计数。rope也需要避免,因为权威的rope实现是基于引用计数的(见第50条)。当然,你需要某种表示字符串的方法,这时你可以考虑vector
■ 对插入和删除操作,你需要事务语义(transactional semantics)吗
?也就是说,在插入和删除操作失败时,你需要回滚的能力吗?如果需要,你就要使用基于节点的容器。如果对多个元素的插入操作(即针对一个区间的形式——见第5条)需要事务语义,则你需要选择list,因为在标准容器中,只有list对多个元素的插入操作提供了事务语义。对那些希望编写异常安全(exception-safe)代码的程序员,事务语义显得尤为重要。(使用连续内存的容器也可以获得事务语义,但是要付出性能上的代价,而且代码也显得不那么直截了当。更多细节,请参考Sutter的Exceptional C++[8]
中的第17条。)
■ 你需要使迭代器、指针和引用变为无效的次数最少吗
?如果是这样,就要使用基于节点的容器,因为对这类容器的插入和删除操作从来不会使迭代器、指针和引用变为无效(除非它们指向了一个你正在删除的元素)。而针对连续内存容器的插入和删除操作一般会使指向该容器的迭代器、指针和引用变为无效。
■ 如果序列容器的迭代器是随机访问类型,而且只要没有删除操作发生,且插入操作只发生在容器的末尾,则指向数据的指针和引用就不会变为无效,这样的容器是否对你有帮助
?这是非常特殊的情形,但如果你面对的情形正是如此,则deque是你所希望的容器。(有意思的是,当插入操作仅在容器末尾发生时,deque的迭代器有可能会变为无效。deque是唯一的、迭代器可能会变为无效而指针和引用不会变为无效的STL标准容器。)

第2条:不要试图编写独立于容器类型的代码。

序列容器支持push_front和/或push_back操作,而关联容器则不然。关联容器提供了对数时间的lower_bound、upper_bound和equal_range成员函数,但序列容器却没有提供。

第3条:确保容器中的对象副本正确而高效。

可能你想知道这种复制动作是怎样进行的。这很简单。利用一个对象的复制成员函数就可以很方便地复制该对象,特别是对象的复制构造函数(copy constructor)和复制赋值操作符(copy assignment operator)。

第4条:调用empty而不是检查size()是否为0。

理由很简单:empty对所有的标准容器都是常数时间操作,而对一些list实现,size耗费线性时间。

第5条:区间成员函数优先于与之对应的单元素成员函数。

第6条:当心C++编译器最烦人的分析机制。

第7条:如果容器中包含了通过new操作创建的指针,切记在容器对象析构前将指针delete掉。

第8条:切勿创建包含auto_ptr的容器对象。

第9条:慎重选择删除元素的方法。

第10条:了解分配子(allocator)的约定和限制。

第11条:理解自定义分配子的合理用法。

第12条:切勿对STL容器的线程安全性有不切实际的依赖。

第2章 vector和string

第13条:vector和string优先于动态分配的数组。

第14条:使用reserve来避免不必要的重新分配。

第15条:注意string实现的多样性。

第16条:了解如何把vector和string数据传给旧的API。

第17条:使用“swap技巧”除去多余的容量。

第18条:避免使用vector

第3章 关联容器

第19条:理解相等(equality)和等价(equivalence)的区别。

第20条:为包含指针的关联容器指定比较类型。

第21条:总是让比较函数在等值情况下返回false。

第22条:切勿直接修改set或multiset中的键。

第23条:考虑用排序的vector替代关联容器。

第24条:当效率至关重要时,请在map::operator[]与map::insert之间谨慎做出选择。

第25条:熟悉非标准的散列容器。

第4章 迭代器

第26条:iterator优先于const_iterator、reverse_iterator以及const_reverse_iterator。

第27条:使用distance和advance将容器的const_iterator转换成iterator。

第28条:正确理解由reverse_iterator的base()成员函数所产生的iterator的用法。

第29条:对于逐个字符的输入请考虑使用istreambuf_iterator。

第5章 算法

第30条:确保目标区间足够大。

第31条:了解各种与排序有关的选择。

第32条:如果确实需要删除元素,则需要在remove这一类算法之后调用erase。

第33条:对包含指针的容器使用remove这一类算法时要特别小心。

第34条:了解哪些算法要求使用排序的区间作为参数。

第35条:通过mismatch或lexicographical_compare实现简单的忽略大小写的字符串比较。

第36条:理解copy_if算法的正确实现。

第37条:使用accumulate或者for_each进行区间统计。

第6章 函数子、函数子类、函数及其他

第38条:遵循按值传递的原则来设计函数子类。

第39条:确保判别式是“纯函数”。

第40条:若一个类是函数子,则应使它可配接。

第41条:理解ptr_fun、mem_fun和mem_fun_ref的来由。

第42条:确保less与operator<具有相同的语义。

第7章 在程序中使用STL

第43条:算法调用优先于手写的循环。

第44条:容器的成员函数优先于同名的算法。

第45条:正确区分count、find、binary_search、lower_bound、upper_bound和equal_range。

第46条:考虑使用函数对象而不是函数作为STL算法的参数。

第47条:避免产生“直写型”(write-only)的代码。

第48条:总是包含(#include)正确的头文件。

第49条:学会分析与STL相关的编译器诊断信息。

第50条:熟悉与STL相关的Web站点。

参考文献

附录A 地域性与忽略大小写的字符串比较

附录B 对Microsoft的STL平台的说明

Effective STL中文版——50条有效使用STL的经验