Скотт Мейерс - Эффективное использование STL

• Название: Эффективное использование STL
• Автор: Скотт Мейерс
• Издательство: Питер
• Жанр: Программирование
• Год: 2002
• ISBN: ISBN 5-94723-382-7

В этой книге известный автор Скотт Мейерс раскрывает секреты настоящих мастеров, позволяющие добиться максимальной эффективности при работе с библиотекой STL.

Во многих книгах описываются возможности STL, но только в этой рассказано о том, как работать с этой библиотекой. Каждый из 50 советов книги подкреплен анализом и убедительными примерами, поэтому читатель не только узнает, как решать ту или иную задачу, но и когда следует выбирать то или иное решение — и почему именно такое.

---

MSVC версий 4-6

К сожалению, в реализации STL, входящей в комплект поставки версий 4-6, шаблоны функций не объявляются. Библиотека изначально разрабатывалась для MSVC версии 4, а этот компилятор, как и большинство компиляторов того времени, не обладал поддержкой шаблонов функций классов. При переходе от MSCV4 к MSVC6 поддержка этих шаблонов была включена в компилятор, но вследствие судебных дел, косвенно затрагивавших фирму Microsoft, библиотека оставалась практически в неизменном состоянии.

Поскольку реализация STL, поставляемая с MSVC4-6, предназначалась для компилятора без поддержки шаблонов функций классов, авторы библиотеки имитировали эти шаблоны и заменили их конкретными функциями, которым при вызове передавались итераторы контейнера соответствующего типа. Например, шаблон insert был заменен следующей функцией:

void insert(iterator position,// "iterator" - тип итератора

iterator first, iterator last): // для конкретного контейнера

Эта ограниченная форма интервальных функций позволяла выполнить интервальную вставку из vector<Widget> в vector<Widget> или из list<int> в list<int>, но смешанные операции (например, вставка из vector<Widget> в list<Widget> или из set<int> в deque<int>) не поддерживались. Более того, не поддерживалась даже интервальная вставка (а также конструирование или assign) из vector<long> в vector<int>, поскольку итераторы vector<long>:: iterator и vector<int>:: iterator относятся к разным типам. В результате следующий фрагмент, принимаемый другими компиляторами, не компилируется в MSVC4-6:

istream_iterator<Widget> begin(cin),end;

vector<Widget> vw(begin.end);

list<Widget> lw;

lw.assign(vw.rbegin(),vw.rend());// Присвоить lw содержимое vw

// (в обратном порядке);

// не компилируется в MSVC4-6!

SpeciаlContainer<Widget> scw:

scw.insert(scw.end(),lw.begin(),lw.end()); // Вставить в конец sew

// копию объектов Widget из lw:

// не компилируется в MSVC4-6!

Так что же делать, если вы работаете в среде MSVC4-6? Это зависит от используемой версии MSVC и того, вынуждены ли вы использовать реализацию STL, поставляемую вместе с компилятором.

Обходное решение для MSVC4-5

Еще раз посмотрим на правильный код, который не компилируется для реализации STL из поставки MSVC4-6:

vector<Widget> vw(begin,end);// Отвергается реализацией STL

// из поставки MSVC4-6

list<Widget> lw;

lw.assign(vw.rbegin(),vw.rend());// То же

SpeciаlContainer<Widget> scw;

scw.insert(scw.end(),lw.begin(),lw.end()); // То же

// Создать итераторы begin и end

// для чтения объектов Widget

// из cn (см. совет 6).

// Прочитать объекты Widget

// из cin в vw (см. совет 6)

// не компилируется в MSVC4-6!

Несмотря на внешние различия, выделенные вызовы отвергаются компилятором по одной и той же причине: из-за отсутствия шаблонов функций класса в реализации STL. Соответственно и решение во всех случаях оказывается одним и тем же: замена вызовом сору с итератором вставки (см. совет 30). Ниже приведены обходные решения для всех примеров, приведенных ранее:

istream_iterator<Widget> begin(cin).end:

vector<Widget> vw(begin,end); //Создать vw конструктором

copy(begin,end,back_inserter(vw));//по умолчанию и скопировать

//в него объекты Widget из cin

list<Widget> lw;

lw.clear(); //Удалить из lw старые объекты:

copy(vw.rbegin(),vw.rend(),//скопировать объекты из vw

back_inserter(lw))://(в обратном порядке)

SpecialContainer<Widget> scw;

copy(lw.begin().lw.end().// Скопировать объекты Widget

inserter(scw.scw.end()));// из lw в конец sew

Я рекомендую использовать эти обходные решения с библиотекой, входящей в комплект поставки MSVC4-5. С другой стороны, будьте внимательны и не забывайте о том, что эти решения являются обходными. Как показано в совете 5, алгоритм сору почти всегда уступает интервальной функции контейнера, поэтому как только представится возможность обновить платформу STL до версии с поддержкой шаблонов функций класса, откажитесь от использования сору в тех местах, где следовало бы использовать интервальные функции.

Обходное решение для MSVC6

Обходное решение из предыдущего раздела подходит и для MSVC6, но в этом случае существует и другой вариант. Компиляторы MSVC4-5 не обладают полноценной поддержкой шаблонов функций класса, поэтому отсутствие этих шаблонов в реализации STL несущественно. В MSVC6 дело обстоит иначе, поскольку компилятор этой среды поддерживает шаблоны функций класса. Таким образом, возникает естественное желание заменить реализацию STL из поставки MSVC6 другой реализацией с шаблонами функций классов, предписанными Стандартом.

В совете 50 упоминаются свободно распространяемые реализации STL от SGI и STLport; в списках поддерживаемых компиляторов обеих реализаций упоминается MSVC6. Кроме того, можно приобрести новейшую MSVC-совместимую реализацию STL от Dinkumware. У каждого из этих вариантов есть свои достоинства и недостатки.

Реализации SGI и STLport распространяются бесплатно, поэтому какая-либо официальная поддержка в этих случаях попросту отсутствует. Более того, поскольку реализации SGI и STLport рассчитаны на работу с разными компиляторами, вам придется дополнительно настроить их для обеспечения максимального быстродействия в MSVC6. В частности, может потребоваться включение поддержки шаблонов функций классов — из-за совместимости с большим количеством разных компиляторов в SGI и/или STLport эта поддержка отключена по умолчанию. Возможно, также придется позаботиться о компоновке с другими библиотеками MSVC6 (особенно DLL), проследить за использованием соответствующих версий для отладки и т. д.

Если подобные вещи вас пугают или вы руководствуетесь принципом «бесплатные программы обходятся слишком дорого», рассмотрите альтернативную реализацию STL для MSVC6 от Dinkumware. Библиотека проектировалась с расчетом на максимальную простоту замены и на соответствие Стандарту. Реализация STL из MSVC6 разрабатывалась именно в Dinkumware, поэтому вполне возможно, что новая реализация STL действительно легко заменяет оригинал. За дополнительной информацией о реализациях STL от Dunkumware обращайтесь на сайт компании http://www.dunkumware.com.

Независимо от того, на какой реализации вы остановите свой выбор, вы получите нечто большее, чем STL с шаблонами функций классов. В альтернативных реализациях будут решены проблемы соответствия Стандарту в других областях — скажем, отсутствие объявления push_back в контейнере string. Более того, в вашем распоряжении окажутся полезные расширения STL, в том числе хэшированные контейнеры (см. совет 25) и односвязные списки (контейнер slist). Реализации SGI и STLport также содержат множество нестандартных классов функторов, включая select1st и select2nd (см. совет 50).

Но даже если вы вынуждены работать с реализацией STL из поставки MSVC6, сайт Dunkumware все же стоит посетить. На нем перечислены известные ошибки в реализации библиотеки MSVC6 и приведены рекомендации относительно того, как модифицировать библиотеку для сокращения ее недостатков. Не стоит и говорить, что редактирование заголовочных файлов библиотеки — дело весьма рискованное. Если у вас возникнут проблемы, не вините в них меня.

Примечания

1

В среде программистов данный термин (англ. mutex) встречается также в варианте «мутекс». — Примеч. ред.

2

Строго говоря, не все 24 перестановки равновероятны, так что вероятность 1/24 не совсем точна. Тем не менее, остается бесспорный факт: существуют 24 разные перестановки, и вы можете получить любую из них.

3

Термин употребляется в статистике. — Примеч. ред.

4

Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р., Влиссидес Дж. «Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования» — СПб.: Питер, 2001.

5

См. статью Александреску A. (Andrei Alexandrescu) в майском номере «С++ Report» за 2000 г. [19].

6

Внимание: в шаблоне функции use_facet параметр шаблона присутствует только в типе возвращаемого значения, но не в аргументах. При обращении к нему используется языковое средство, называ-емоеявяьш заданием аргументов шаблона, которое не поддерживается некоторыми компиляторами С++. Если ваш компилятор принадлежит к их числу, возможно, авторы реализации библиотеки предусмотрели обходное решение, которое позволяет использовать use_facet другим способом.