stl容器使用中的經驗（一）--stl容器的選擇和基本概念

1、關于容器的兩個概念

1、連續記憶體容器（基于數組的容器）

将其元素放在一塊或多塊（動态配置設定）的記憶體中，每塊記憶體中有多個元素。當有新元素插入或者已有元素删除時，統一記憶體塊中的其他元素要向前或向後移動，以便為新元素讓出空間，或者填補删除元素的空間。這種移動會影響效率和異常安全，标準的連續容器：vector list deque。

2、關聯容器（基于節點的容器）

基于節點的容器在每一個（動态配置設定）記憶體塊上隻存儲一個元素。元素的插入和删除隻會影響指向節點的指針，并不會影響節點本身的内容。是以當插入或者删除時，元素的值不需要移動。

2、容器的選擇和容器切換之間的問題

日常經驗中，容器的選擇是個艱難的過程，雖然我們按照自己的需求确定好了容器，但無可避免的，我們可能會意識到自己的選擇并不是最佳答案的時候，改變容器的類型就會是一個痛苦的過程（比如我們從vector容器切換為map容器）。

我們不僅要修改編譯器診斷出的問題，還要進行一次比較詳細的檢查，因為新容器的性能特點，它使疊代器、指針、應用可能無效的規則。

我們考慮用封裝來解決這個問題。

class Widget{...}
vector<Widget> vw;
Widget bestWidget;

vector<Widget>::iterator iter = find(vw.begin(), vw.end(), bestWidget);
           

上面的例子定義了一個普通的vector容器，也是我們在日常中最常用的一種方式，但是如果我們按照上面的案例編寫寫代碼，并不可避免的進行容器的更換，那麼我們就會解決上面提到的所有問題。

class Widget{...}
typedef vector<Widget> WidgetContainer;
typedef WidgetContainer::iterator WCIterator;
WidgetContainer cw;
Widget bestWidget;

WCIterator iter = find(cw.begin(), cw.end(), bestWidget);
           

上面提到的解決辦法是，我們将容器進行封裝，這樣，在我們能切換容器的時候，或許隻是會修改容器類型。

3、區間成員函數優先于針對單元素的成員函數

為什麼說區間成員函數優先于與之對應的單元素的成員函數？好處不僅僅是隻有一點。

如果需要對矢量進行賦初值或者進行拷貝的時候，區間成員函數，顯示出了較單元素來說非常強大的代碼能力。

通常我們的做法會如下：

vector<int> v1;
vector<int> v2;

v1.clear();
for(vector<int>::iterator iter = v2.bengin(); iter != v2.end(); ++iter)
{
    v1.push_back(*iter);
}
           

通常的我們的做法是寫一個循環，對每一個元素進行插入，而這樣就是我們不可避免的要使用循環。就算我們使用一個其他的方法，比如：

vector<int> v1;
vector<int> v2{1, 3, 4, 6};
copy(v2.bengin(), v2.end(), back_inserter(v1));
           

或者

如上，上述的算法例子，雖然我們表面看不到有循環的出現，但是函數的背後肯定是有的。如下，我們直接使用assign成員函數，直接簡明。

vector<int> v1;
vector<int> v2;

v1.assign(v2.bengin(), v2.end());
           

1、能夠減少代碼

2、能夠是代碼意圖更明顯

4、stl容器線程安全性

• 多線程讀取時安全的。多個線程和同時讀取同一個容器，但在讀的過程中不能有寫操作。
• 多個線程對不同的容器做寫操作時安全的。

是以，在多線程中，我們需要考慮：

• 對容器成員函數的每次調用，都鎖住容器直到調用結束；
• 對容器傳回的每個疊代器的生命周期中，都鎖住容器；
• 對于作用于容器的每個算法，都鎖住該容器，直到算法調用結束。

5、對容器判空時使用empty()而非size() == 0

對于一個容器，其實

if( size() == 0 ){...}

和

if( empty() ){...}

本質上等價的。

那麼為什麼會推薦使用

empty()

呢？主要是因為：該方法對任何一個容器來說，時間消耗都是常數級的，而

size()

對有些list的實作來說，耗時是線性的。

因為 list 是可以 splice 的，也就是list的拼接時并不知道自己本身元素的大小，如果想讓list也能夠有 size()常數級的操作，那就要保證list的每個成員函數都需要更新其size的大小。