Эффективное использование STL - [17]

После столь пространных рассуждений о чудесах интервальных функций было бы уместно привести краткую сводку таких функций. Если вы заранее знаете, какие функции контейнеров существуют в интервальных версиях, вам будет проще определить, когда ими можно воспользоваться. В приведенных ниже сигнатурах тип iterator в действительности означает тип итератора для данного контейнера, то есть контейнер::iterator. С другой стороны, тип InputIterator означает любой допустимый итератор ввода.

• Интервальные конструкторы. У всех стандартных контейнеров существуют конструкторы следующего вида:

контейнер::контейнер(InputIterator begin, // Начало интервала
                     InputIterator end); // Конец интервала

При передаче этому конструктору итераторов istream_iterator и istreambuf_iterator (совет 29) иногда встречается одна из самых удивительных ошибок C++, вследствие которой компилятор интерпретирует эту конструкцию как объявление функции, а не как определение нового объекта контейнера. В совете 6 рассказано все, что необходимо знать об этой ошибке, в том числе и способы ее преодоления.

• Интервальная вставка. Во всех стандартных последовательных контейнерах присутствует следующая форма insert:

void контейнер::insert(iterator position, // Позиция вставки
                       InputIterator begin, // Начало интервала
                       InputIterator end); // Конец интервала

Ассоциативные контейнеры определяют позицию вставки при помощи собственных функций сравнения, поэтому в них предусмотрена сигнатура без параметра position:

void контейнер::insert(InputIterator begin, InputIterator end);

Рассматривая возможности замены одноэлементных вызовов insert интервальными версиями, не забывайте, что некоторые одноэлементные варианты маскируются под другими именами. Например, push_front и push_back заносят в контейнер отдельный элемент, хотя в их названии отсутствует слово insert. Если в программе встречается циклический вызов push_front/push_back или алгоритм (например, copy), которому в качестве параметра передается front_inserter или back_inserter, перед вами потенциальный кандидат для применения интервальной формы insert.

• Интервальное удаление. Интервальная форма erase существует в каждом стандартном контейнере, но типы возвращаемого значения отличаются для последовательных и ассоциативных контейнеров. В последовательных контейнерах используется следующий вариант сигнатуры:

iterator контейнер::erase(iterator begin, iterator end);

В ассоциативных контейнерах сигнатура выглядит так:

void контейнер::erase(iterator begin, iterator end);

Чем обусловлены различия? Утверждается, что в ассоциативных контейнерах возврат итератора (для элемента, следующего за удаленным) привел бы к неприемлемому снижению быстродействия. Мне и многим другим это утверждение кажется сомнительным, но Стандарт есть Стандарт, а в нем сказано, что версии erase для последовательных и ассоциативных контейнеров обладают разными типами возвращаемого значения.

Многое из того, что говорилось в этом совете по поводу эффективности insert, относится и к erase. Интервальная форма erase также сокращает количество вызовов функций по сравнению с одноэлементной формой. При одноэлементном удалении элементы тоже сдвигаются на одну позицию к своему итоговой позиции, тогда как в интервальном варианте каждый элемент перемещается к итоговой позиции за одну операцию.

Но erase не присущ такой недостаток insert контейнеров vector и string, как многократные выделения памяти (конечно, для erase речь пойдет о многократном освобождении). Дело в том, что память, занимаемая vector и string, автоматически увеличивается для новых элементов, но при уменьшении количества элементов память не освобождается (в совете 17 рассказано о том, как уменьшить затраты освободившейся памяти в vector и string).

К числу особенно важных аспектов интервального удаления относится идиома erase-remove, описанная в совете 29.

• Интервальное присваивание. Как упоминалось в самом начале совета, во всех последовательных контейнерах предусмотрена интервальная форма assign:

void контейнер::assign(InputIterator begin, InputIterator end);

Итак, мы рассмотрели три веских аргумента в пользу применения интервальных функций вместо их одноэлементных аналогов. Интервальные функции обеспечивают более простую запись, они более четко выражают ваши намерения и обладают более высоким быстродействием. Против этого трудно что-либо возразить.

Совет 6. Остерегайтесь странностей лексического разбора C++

Предположим, у вас имеется файл, в который записаны числа типа int, и вы хотите скопировать эти числа в контейнер list. На первый взгляд следующее решение выглядит вполне разумно:

ifstream dataFile("ints.dat");
list data(istream_iterator(dataFile), // Внимание! Эта строка
 istream_iterator());                      // работает не так, как
                                                // вы предполагали

Идея проста: передать пару istream_iterator интервальному конструктору list (совет 5), после чего скопировать числа из файла в список.

Программа будет компилироваться, но во время выполнения она ничего не сделает. Она не прочитает данные из файла. Она даже не создаст список — а все потому, что вторая команда не объявляет список и не вызывает конструктор. Вместо этого она… Произойдет нечто настолько странное, что я даже не рискну прямо сказать об этом, потому что вы мне не поверите. Вместо этого я попробую объяснить суть дела постепенно, шаг за шагом. Надеюсь, вы сидите? Если нет — лучше поищите стул…