《Effective STL 读书笔记》 第七章 在程序中使用STL

作者：咆哮的马甲
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第四十三条：算法调用优先于手写的循环
 

算法往往作用于一对迭代器所指定的区间中的每一个元素上，所以算法的内部实现是基于循环的。虽然说类似于find和find_if的算法可能不会遍历所有的元素就返回了结果，但是在极端情况下，还是需要遍历全部的元素。

从以下几点分析，算法调用是优于手写的循环的

• 效率
• 正确性
• 可维护性

第四十四条：容器的成员函数优于同名的算法
 

• 成员函数速度优于同名算法
• 成员函数与容器的联系更加紧密

对于关联容器请看下面的例子:

set<int> s;

set<int>::iterator i1 = s.find(727);

set<int>::iterator i2 = find(s.begin(), s.end(), 727);

对于set而言，它的find成员函数的时间复杂度是log(n)，而算法find的时间复杂度是线性的n。明显，成员函数的效率要远高于算法。

另外，算法是基于相等性而关联容器基于等价性，在这种情况下，调用成员函数和调用算法可能会得到不同的结果。(参见第19条)

对于map以及multimap，成员函数之针基于key进行操作，而算法基于key-value pair进行操作。

对于list而言，成员函数相对于算法的优势更加明显。算法是基于元素的拷贝的，而list成员函数可能只需要修改指针的指向。

还有之前所提到的list的remove成员函数，同时起到了remove和erase的作用。

有些算法，例如sort并不能应用在list上，因为sort是基于随机访问迭代器的。还有merge算法，它要求不能修改源区间，而merge成员函数总是在修改源链表的元素的指针指向。

第四十五条：正确区分count、find、binary_search、lower_bound、upper_bound和equal_range
 

• count: 区间内是否存在某个特定的值，如果存在的话，这个值有多少个拷贝。
• find:  区间内时候存在某个特定的值，如果存在的话，第一个符合条件的值在哪里。
• binary_search：一个排序的区间内是否存在一个特定的值。
• lower_bound：返回一个迭代器，或者指向第一个满足条件的元素，或者指向适合于该值插入的位置。切记lower_bound是基于等价性的，用相等性来比较lower_bound的返回值和目标元素是存在潜在风险的。
• upper_bound：返回一个迭代器，指向最后一个满足条件元素的后面一个元素。
• equal_range：返回一对迭代器，第一个指向lower_bound的返回值，第二个指向upper_bound的返回值。如果两个返回值指向同一位置，则说明没有符合条件的元素。Lower_bound与upper_bound的distance可以求得符合条件的元素的个数。

下表总结了在什么情况下使用什么样的算法或成员函数

对于multi容器来说，find并不能保证找出的元素是第一个具有此值的元素。如果希望找到第一个元素，必须通过lower_bound，然后在通过等价性的验证。Equal_range是另外一种方式，而且可以避免等价性测试，只是equal_range的开销要大于lower_bound。

第四十六条：考虑使用函数对象而不是函数作为STL算法的参数

函数对象优于函数的第一个原因在于函数对象的operator方法可以被优化为内联函数，从而使的函数调用的开销在编译器被消化。而编译器并没有将函数指针的间接调用在编译器进行优化，也就是说，函数作为STL算法的参数相对于函数对象而言，具有函数调用的开销。

第二个理由是某些编译器对于函数作为STL的参数支持的并不好。

第三个理由是有助于避免一些微妙的、语言本身的缺陷。比如说实例化一个函数模板，可能会与其他已经预定义的函数产生冲突。

第四十七条：避免产生“直写型”(write-only)的代码

根据以往的经验，代码被阅读的次数要远远多于被编写的次数，所以要有意识的写出具备可读性的代码。对于STL而言，则是尽量避免“直写型”的代码。

直写型的代码是这样的，对于程序的编写者而言，它显得非常的直接，并且每一步都符合当初设计的逻辑。但是对于程序的阅读者来说，在没有全面了解程序编写者动机的前提下，这样的代码往往让人一头雾水。

v.erase(remove_if(find_if(v.rbegin(),v.rend(),bind2nd(greater_equaql<int>(),y)).base()),v.end(),bind2nd(less<int>(),x));

　　

比较易读的写法最好是这样的

// 初始化range_begin，使它指向v中大于等于y的最后一个元素之后的那个元素
// 如果不存在这样的元素，则rangeBegin被初始化为v.begin()
// 如果这个元素恰好是v的最后一个元素，则range_begin将被初始化为v.end()
VecIt rangeBegin = find_if(v.rbegin(),v.rend(),bind2nd(greater_equal<int>(),y)).base();

// 从rangeBegin到v.end()的区间中，删除所有小于x的值
v.erase(remove_if(rangeBegin,v.end(),bind2nd(less<int>(),x)),v.end());

　　

第四十八条 总是include正确的头文件

与STL头文件相关的一些总结

• 几乎所有的STL容器都被声明在与之同名的头文件之中
• 除了accumulate、inner_product、adjacent_difference和partial_sum被声明在<numeric>中之外，其他都所有算法都声明在<algorithm>中
• 特殊类型的迭代器，例如isteam_iterator和istreambuf_iterator，都被声明在<iterator>中
• 标准的函数子，比如less<T>，和函数子配接器，比如not1、bind2nd都被声明在<functional>中。

第四十九条 学会分析与STL相关的编译器诊断信息

STL的编译错误信息往往冗长而且难以阅读，通过文本替换将复杂的容器名称替换为简单的代号，可以使得错误信息得到简化。

例如，将std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char>>替换为可读性更强的string。

下面列举一些常见的STL错误，以及可能的出错原因

• Vector和string的迭代器通常就是指针，当错误的使用iterator的时候，编译器的错误信息中可能会包含指针类型的错误。
• 如果诊断信息提到了back_insert_iterator, front_insert_iterator和insert_iterator，则几乎意味着程序中直接或间接地调用了back_inserter, front_inserter或者是inserter。
• 输出迭代器以及inserter函数返回的迭代器在赋值操作符内部完成输入或者插入操作，如果有赋值操作符有关的错误信息，可以关注这些迭代器。
• 如果错误信息来自于算法的内部实现，往往意味着传递给算法的对象使用了错误的类型。
• 如果在使用一个常见的STL组件，但编译器却不认知，可能是没有包含合适的头文件。

第五十条 ： 熟悉与STL相关的Web站点

SGI STL http://www.sgi.com/tech/stl

STLport http://www.stlport.org

Boost http://www.boost.org

另外个人推荐一个中文站点http://stlchina.huhoo.net/