Программирование >>  Включение нужных заголовков 

1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 ... 71


Совет 2. Остерегайтесь иллюзий контейнерно-независимого кода

Основным принципом STL является обобщение. Массивы обобщаются в контейнеры, параметризованные по типам хранящихся объектов. Функции обобщаются в алгоритмы, параметризованные по типам используемых итераторов. Указатели обобщаются в итераторы, параметризованные по типам объектов, на которые они указывают.

Но это лишь начало. Конкретные разновидности контейнеров обобщаются в категории (последовательные и ассоциативные), а похожие контейнеры наделяются сходными функциями. Стандартные блоковые контейнеры (совет 1) обладают итераторами произвольного доступа, тогда как стандартные узловые контейнеры (также описанные в совете 1) поддерживают двусторонние итераторы. Последовательные контейнеры поддерживают операции pushfront и/или push back, у ассоциативных контейнеров такие операции отсутствуют. В ассоциативных контейнерах реализованы функции lower bound, upper boi!nd и equal range, обладающие логарифмической сложностью, а в последовательных контейнерах их нет.

При таких тенденциях к обобщению возникает естественная мысль - последовать положительному примеру. Желание похвальное. Несомненно, им стоит руководствоваться при написании собственных контейнеров, итераторов и алгоритмов, но многие программисты пытаются добиться этой цели несколько иным способом. Вместо того чтобы ориентироваться на конкретный тип контейнера, они пытаются обобщить синтаксис так, чтобы в программе, например, использовался vector, но позднее его можно было бы заменить на deque или list без изменения кода, в котором этот контейнер используется. Иначе говоря, они пытаются писать контейнерно-независимый код. Подобные обобщения, какими бы благими намерениями они не были вызваны, почти всегда нежелательны.

Даже самый убежденный сторонник контейнерно-независимого кода вскоре осознает, что универсальный код, работающий как с последовательными, так и с ассоциативными контейнерами, особого смысла не имеет. Многие функции существуют только в контейнерах определенной категории; например, функции push front и push back поддерживаются только последовательными контейнерами; функции count и 1 ower bound - только ассоциативными контейнерами и т. д. Даже сигнатуры таких базовых операций, как insert и erase, зависят от категории. Например, в последовательном контейнере вставленный объект остается в исходной позиции, тогда как в ассоциативном контейнере он перемещается в позицию, соответствующую порядку сортировки данного контейнера. Или другой пример: форма erase, которой при вызове передается итератор, для последовательного контейнера возвращает новый итератор, но для ассоциативного контейнера не возвращается ничего (в совете 9 показано, как это обстоятельство влияет на программный код).

Допустим, вас посетила творческая мысль - написать код, который работал бы со всеми распространенными последовательными контейнерами: vector, deque и 1 i st. Разумеется, вам придется программировать в контексте общих возможностей этих контейнеров, а значит, функции reserve и capacity (совет 14) использо-



вать нельзя, поскольку они не поддерживаются контейнерами deque и list. Присутствие 1 i st также означает, что вам придется отказаться от оператора [ ] и ограничиться двусторонними итераторами, что исключает алгоритмы, работающие с итераторами произвольного доступа - sort, stable sort, parti al sort и nth el ement (совет 31).

С другой стороны, исходное намерение поддерживать vector исключает функции pushfront и popfront; vector и deque исключают применение spl ice и реализацию sort внутри контейнера. Учитывая те ограничения, о которых говорилось выше, последний запрет означает, что для вашего обобщенного последовательного контейнера не удастся вызвать никакую форму sort.

Пока речь идет о вещах простых и очевидных. При нарушении любого из этих ограничений ваша программа не будет компилироваться по крайней мере для одного из контейнеров, которые вы намеревались поддерживать. Гораздо больше проблем возникнет с программами, которые будут компилироваться.

В разных последовательных контейнерах действуют разные правила недействительности итераторов, указателей и ссылок. Чтобы ваш код правильно работал с vector, deque и list, необходимо предположить, что любая операция, приводящая к появлению недействительных итераторов, указателей и ссылок в любом из этих контейнеров, приведет к тем же последствиям и в используемом контейнере. Отсюда следует, что после каждого вызова insert недействительным становится абсолютно все, поскольку deque:: insert делает недействительными все итераторы, а из-за невозможности использования capacity приходится предполагать, что после операции vector:: i nsert становятся недействительными все указатели и ссылки (как упоминается в совете 1, контейнер deque обладает уникальным свойством - в некоторых случаях его итераторы могут становиться недействительными с сохранением действительных указателей и ссылок). Аналогичные рассуждения приводят к выводу, что после каждого вызова erase все итераторы, указатели и ссылки также должны считаться недействительными.

Недостаточно? Данные контейнера не передаются через интерфейс С, поскольку данная возможность поддерживается только для vector (совет 16). Вы не сможете создать экземпляр контейнера с типом bool - как будет показано в совете 18, vector<bool> не всегда ведет себя как vector и никогда не хранит настоящие логические величины. Вы даже не можете рассчитывать на постоянное время вставки-удаления, характерное для 1 i st, поскольку в vector и deque эти операции выполняются с линейной сложностью.

Что же остается после всего сказанного? Обобщенный последовательный контейнер , в котором нельзя использовать reserve, capacity, operator[], pushfront, pop f ront, spl ice и вообще любой алгоритм, работающий с итераторами произвольного доступа; контейнер, у которого любой вызов insert и erase выполняется с линейной сложностью и приводит к недействительности всех итераторов, указателей и ссылок; контейнер, несовместимый с языком С и не позволяющий хранить логические величины. Захочется ли вам использовать подобный контейнер в своем приложении? Вряд ли.

Если умерить амбиции и отказаться от поддержки list, вы все равно теряете reserve, capacity, pushfront и popfront; вам также придется полагать, что вызовы



insert и erase выполняются с линейной сложностью, а все итераторы, указатели и ссылки становятся недействительными; вы все равно теряете совместимость с С и не можете хранить в контейнере логические величины.

Даже если отказаться от последовательных контейнеров и взяться за ассоциативные контейнеры, дело обстоит не лучше. Написать код, который бы одновременно работал с set и тар, практически невозможно, поскольку в set хранятся одиночные объекты, а в тар хранятся пары объектов. Даже совместимость с set и multiset (или тар и multimap) обеспечивается с большим трудом. Функция insert, которой при вызове передается только значение вставляемого элемента, возвращает разные типы для set/map и их multi-аналогов, при этом вы должны избегать любых допущений относительно того, сколько экземпляров данной величины хранится в контейнере. При работе с тар и multimap приходится обходиться без оператора [ ], поскольку эта функция существует только в тар.

Согласитесь, игра не стоит свеч. Контейнеры действительно отличаются друг от друга, обладают разными достоинствами и недостатками. Они не были рассчитаны на взаимозаменяемость, и с этим фактом остается только смириться. Любые попытки лишь искушают судьбу, а она этого не любит.

Но рано или поздно наступит день, когда окажется, что первоначальный выбор контейнера был, мягко говоря, не оптимальным, и вы захотите переключиться на другой тип. При изменении типа контейнера нужно не только исправить ошибки, обнаруженные компилятором, но и проанализировать весь код, где он используется, и разобраться, что следует изменить в свете характеристик нового контейнера и правил перехода итераторов, указателей и ссылок в недействительное состояние. Переходя с vector на другой тип контейнера, вы уже не сможете рассчитывать на С-совместимую структуру памяти, а при обратном переходе нужно проследить за тем, чтобы контейнер не использовался для хранения bool.

Если вы знаете, что тип контейнера в будущем может измениться, эти изменения можно упростить обычным способом - инкапсуляцией. Одно из простейших решений основано на использовании определений typedef для типов контейнера и итератора. Следовательно, фрагмент

class Widget{.,.} vector<Widget> vw Widget bestWidget

Присвоить значение bestWidget vector<Widget>:.-iterator i = Найти Widget с таким же значением.

find(vw.begin(),vw.end().bestWidget) как у bestWidget

записывается в следующем виде: class Widget{...};

typedef vector<Widget> WidgetContainer; typedef WidgetContainer::iterator WCIterator;

WidgetContainer vw:

Widget bestWidget:

WCIterator i =find(vw.begi n(),vw.end(),bestWidget):

Подобная запись значительно упрощает изменение типа контейнера, что особенно удобно, когда изменение сводится к простому добавлению нестандартного



1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 ... 71

© 2006 - 2022 pmbk.ru. Генерация страницы: 0.001
При копировании материалов приветствуются ссылки.
Яндекс.Метрика