C++. Сборник рецептов - [62]

three
three
three

Я поместил в вектор одну и ту же строку три раза, так что каждый раз, когда я переприсваиваю строку, разве не должны все элементы вектора указывать на одну и ту же строку? Нет. Это важный момент, касающийся контейнеров STL.

Контейнеры STL сохраняют копии объектов, помещаемых в них, а не сами объекты. Так что после помещения в контейнер всех трех строк в памяти остается четыре строки: три копии, созданные и хранящиеся в контейнере, и одна копия, которой присваиваются значения.

Ну и что? Было создано несколько новых копий: большое дело. Но это действительно большое дело, так как если используется большое количество строк, за каждую копию приходится платить процессорным временем, памятью или и тем и другим. Копирование элементов в контейнерах — это намеренное поведение STL, и все контейнеры организованы именно так.

Одним из решений (определенно не единственным) является хранение в контейнере указателей. Но помните, что контейнер не удаляет с помощью delete указатели при его уничтожении. Память для указателей выделяет ваш код, так что он и должен ее очищать. Это относится и к ситуации, когда происходит полное удаление контейнера и когда удаляется только один его элемент.

В целях создания альтернативного решения давайте рассмотрим еще одну возможность. Рассмотрим шаблон класса list, определенный в , который является двусвязным списком (doubly linked list). Если планируется большое количество вставок и удалений элементов в середине последовательности или если требуется гарантировать, что итераторы, указывающие на элементы последовательности, не станут недействительными при ее изменении, используйте list. Пример 4.8 вместо vector для хранения нескольких строк типа string использует list. Также он для перебора этих строк и печати вместо оператора индекса, как это делается в случае с простыми массивами, использует for_each.

Пример 4.8. Хранение строк в списке

#include
#include
#include
#include

using namespace std;

void write(const string& s) {
 cout << s << '\n';
}

int main() {
 list lst;
 string s = "нож";
 lst.push_front(s);
 s = "вилка";
 lst.push_back(s);
 s = "ложка";
 lst.push_back(s);
 // У списка нет произвольного доступа, так что
 // требуется использовать for_each()
 for_each(lst.begin(), lst.end(), write);
}

Целью этого отступления от первоначальной проблемы (хранения строк в виде последовательностей) является краткое введение в последовательности STL. Здесь невозможно дать полноценное описание этого вопроса. За обзором STL обратитесь к главе 10 книги C++ in a Nutshell Рэя Лишнера (Ray Lischner) (O'Reilly).

4.4. Получение длины строки

Проблема

Требуется узнать длину строки.

Решение

Используйте метод length класса string.

std::string s = "Raising Arizona";
int i = s.length();

Обсуждение

Получение длины строки — это тривиальная задача, но она является хорошей возможностью обсудить схему размещения string (как узких, так и широких символов). string, в отличие от массивов строк, завершаемых нулем, в С являются динамическими и увеличиваются по мере надобности. Большая часть реализаций стандартной библиотеки начинают с относительно низкой емкости и увеличивают ее в два раза каждый раз, когда достигается предел. Знание того, как анализировать этот рост, если и не точного алгоритма, помогает диагностировать проблемы производительности, связанные со строками.

Символы в basic_string хранятся в буфере, который является единым фрагментом памяти статического размера. Этот буфер, используемый строкой, изначально имеет некий размер, и по мере добавления в строку символов он заполняется до тех пор, пока не будет достигнут предел его емкости. Когда это происходит, буфер увеличивается. В частности, выделяется новый буфер большего размера, символы копируются из старого буфера в новый, и старый буфер удаляется.

Определить размер буфера (не число символов, в нем содержащихся, а его максимальный размер) можно с помощью метода capacity. Если требуется вручную установить емкость и избежать ненужных копирований буфера, используйте метод reserve и передайте ему числовой аргумент, указывающий требуемый размер буфера. Также имеется максимально возможный размер буфера, получить который можно с помощью вызова max_size. Это все можно использовать, чтобы посмотреть на расходование памяти в данной реализации стандартной библиотеки. Посмотрите на пример 4.9, показывающий, как это сделать.

Пример 4.9. Длина строки и ее емкость

#include
#include

using namespace std;

int main() {
 string s = "";
 string sr = "";
 sr.reserve(9000);
 cout << "s.length = " << s.length( ) << '\n';
 cout << "s.capacity = " << s.capacity( ) << '\n';
 cout << "s.max.size = " << s.max_size() << '\n';
 cout << "sr.length = " << sr.length() << '\n';
 cout << "sr.capacity = " << sr.capacity() << '\n';
 cout << "sr.max_size = " << sr.max_size() << '\n';
 for (int i = 0; i < 10000; ++i) {
  if (s.length() == s.capacity()) {
   cout << "s достигла емкости " << s.length() << увеличение... \n";
  }
  if (sr.length() == sr.capacity()) {
   cout << "sr достигла емкости " << sr.length() << ", увеличение...\n";