1.从源码理解vector赋值操作符的实现
2.STL源码剖析总结笔记(5):认识迭代器的好帮手--list
3.STL源码学习(3)- vector详解
4.从应用到源码理解STL反向迭代器
5.STL源码剖析总结笔记(2):容器(containers)概览
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即时聊天网站系统源码下载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,水果商城php源码通过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(5):认识迭代器的listview 源码 郭霖好帮手--list
在深入探讨STL中的`list`容器之前,我们先简要回顾了`vector`的特性以及分配器(`allocator`)的作用。接下来,我们将转向一个具有代表性的容器——`list`。之所以说其具有代表性,是因为`list`利用非连续的空间存储元素,从而在空间利用上更为精确。学习`list`是掌握迭代器机制的第一步。
“list”实质上是双向链表,它具有两个重要特性:前向指针和后向指针。在STL中,`list`节点的定义可能使用`_list_node*`(可能为了兼容性或设计规范)来指代节点结构,其中包含了指向下一个节点和上一个节点的指针。
`list`的内部实现为一个环状的双向链表结构,通过一个指向虚拟尾节点的指针`node`来方便遍历。`begin()`和`end()`方法的实现依赖于这个`node`。此外,`empty()`、`size()`、`front()`(访问头节点内容)、`back()`(访问尾节点内容)等方法的实现相对直截了当。
`list`的迭代器(`iterator`)设计得更为复杂,因为非连续的空间分配使得简单指针的操作无法直接使用。迭代器需要智能地追踪当前节点及其前后的节点,以便进行递增、递减和取值操作。这要求迭代器实现诸如`++`和`--`等操作符的手机电商城源码重载,同时还需要定义至少1-5个`typedef`类型来支持迭代器的基本行为。
`++`操作符的重载遵循前置`++`和后置`++`的区别:前置`++`直接返回计算后的结果(即更新后的迭代器),而后置`++`返回迭代器的副本,避免了在C++中直接对整数进行两次后置`++`的操作,因为这会导致未定义的行为。`*`和`->`操作符用于访问当前节点的数据和成员,后者通过`*`操作符访问节点数据后再通过指针访问成员,确保了数据的安全访问。
`list`的基本操作主要依赖于节点指针的移动和修改,如插入、删除等。这些操作通常需要考虑双向链表的特性以及虚拟尾节点的存在,以避免丢失数据或产生无效指针。例如,`transfer()`方法是一个关键功能,允许将一段连续范围的元素移动到链表中的特定位置,这是许多其他复杂操作的基础。
在`list`中,`transfer()`方法实现了将`[first,last)`范围内的元素移动到指定位置的逻辑,通过调整节点的`next`和`prev`指针来完成移动,同时确保了数据的完整性。基于`transfer()`方法,其他高级操作也能够实现,尽管这些操作通常不直接暴露给用户,而是通过封装在`list`内部的实现来提供。
学习`list`不仅有助于理解迭代器的freenas 源码怎么安装设计原理,也为探索其他容器(如`vector`和`deque`)的实现提供了基础。在接下来的内容中,我们将详细探讨迭代器的实现技巧,以及如何在实际编程中利用这些概念来优化代码。
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。 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,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。
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。