Эффективное использование STL - Скотт Мейерс

Взгляните еще раз. Да, объект nicknames объявлен как неконстантный тип map, но функция showEmalAddress является константной, а внутри константной функции все нестатические переменные класса становятся константными! Таким образом, внутри showEmalAddress объект nicknames является константным объектом map. Сообщение об ошибке внезапно обретает смысл. Мы пытаемся сгенерировать iterator для объекта map, который обещали не изменять. Чтобы исправить ошибку, необходимо либо привести i к типу const_iterator, либо объявить showEmalAddress неконстантной функцией. Вероятно, оба способа потребуют значительно меньших усилий, чем выяснение смысла сообщения об ошибке.

В этом совете были показаны некоторые текстовые подстановки, уменьшающие сложность сообщений об ошибках, но после непродолжительной практики вы сможете выполнять подстановки в голове. Я не музыкант, но мне рассказывали, что хорошие музыканты способны читать партитуру целиком, не присматриваясь к отдельным нотам. Опытные программисты STL приобретают аналогичные навыки. Они могут автоматически преобразовать конструкцию вида std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > в string, нисколько не задумываясь над происходящим. Подобный навык разовьется и у вас, но до этих пор следует помнить, что диагностику компилятора почти всегда можно привести к вразумительному виду заменой длинных типов на базе шаблонов более короткими мнемоническими обозначениями. Во многих случаях для этого достаточно заменить расширенные определения типов именами, используемыми в программе. Именно это было сделано в приведенном примере, когда мы заменили std::map<class string, class string, struct std::less<class string>, class std::allocator<class string> >  на NicknameMap.

Далее приведены некоторые рекомендации, которые помогут вам разобраться в сообщениях компилятора, относящихся к STL.

• Для контейнеров vector и string итераторы обычно представляют собой указатели, поэтому в случае ошибки с итератором в диагностике компилятора обычно указываются типы указателей. Например, если в исходном коде имеется ссылка на vector<double>::iterator, в сообщении почти наверняка будет упоминаться указатель double*. Исключение составляет реализация STLport в отладочном режиме; в этом случае итераторы vector и string не являются указателями. За информацией о STLport и отладочном режиме обращайтесь к совету 50.

• Сообщения, в которых упоминаются back_insert_iterator, front_insert_iterator и insert_iterator, почти всегда означают, что ошибка была допущена при вызове back_inserter, front_inserter или inserter соответственно (back_inserter возвращает объект типа back_insert_iterator, front_inserter возвращает объект типа front_insert_iterator, a inserter возвращает объект типа insert_iterator; за информацией об этих типах обращайтесь к совету 30). Если эти функции не вызывались в программе, значит, они были вызваны из других функций (косвенно или явно).

• Сообщения с упоминаниями binder1st и binder2nd обычно свидетельствуют об ошибке при использовании bind1st и bind2nd (bind1st возвращает объект типа binder1st, a bind2nd возвращает объект типа binder2nd).

• Итераторы вывода (например, ostream_iterator и ostream_buf_iterator — см. совет 29, а также итераторы, возвращаемые back_inserter, front_inserter и inserter) выполняют свои операции вывода или вставки внутри операторов присваивания, поэтому ошибки, относящиеся к этим типам итераторов, обычно приводят к появлению сообщений об ошибке внутри операторов присваивания, о которых вы и понятия не имеете. Чтобы понять, о чем идет речь, попробуйте откомпилировать следующий фрагмент:

vector<string*> v;                     // Попытка вывода содержимого

copy(v.begin(), v.end(),             // контейнера указателей string*

ostream_iterator<string>(cout, "n")); // как объектов string

• Если полученное сообщение об ошибке исходит из реализации алгоритма STL (то есть если код, в котором произошла ошибка, находится в <algoritm>), вероятно, проблема связана с типами, которые вы пытаетесь передать этому алгоритму. Пример — передача итераторов неправильной категории. Попробуйте откомпилировать следующий фрагмент:

list<int>::iterator i1, i2; // Передача двусторонних итераторов

sort(i1, i2);               // алгоритму, которому необходимы итераторы

                            // произвольного доступа

• Если вы используете стандартный компонент STL (например, контейнер vector или string, алгоритм for_each), а компилятор утверждает, что он понятия не имеет, что имеется в виду, скорее всего, вы забыли включить необходимый заголовочный файл директивой #include. Как объясняется в совете 48, эта проблема может нарушить работоспособность кода, успешно компилировавшегося в течение некоторого времени, при переносе его на другую платформу.

Совет 50. Помните о web-сайтах, посвященных STL

Интернет богат информацией об STL. Если ввести в любой поисковой системе запрос «STL», вы получите сотни ссылок, часть из которых даже будет содержать полезную информацию. Впрочем, большинство программистов STL в поисках не нуждается и хорошо знает следующие сайты:

• сайт SGI STL, http://www.sgi.com/tech/stl;

• сайт STLport, http://stlport.org;

• сайт Boost, http://www.boost.org.

Ниже я постараюсь объяснить, почему эти сайты заслуживают вашего внимания.

Сайт SGI STL

Web-сайт SGI STL не случайно находится в начале списка. На нем имеется подробная документация по всем компонентам STL. Многие программисты рассматривают его как основной источник электронной документации незав4исимо от используемой платформы STL. Документацию собрал Мэтт Остерн (Matt Austern), который позднее дополнил ее и представил в книге «Generic Programming and the STL» [4]. Материал не сводится к простому описанию компонентов STL. Например, описание потоковой безопасности контейнеров STL (см. совет 12) основано на материалах сайта SGI STL.

На сайте SGI программисту предлагается свободно распространяемая реализация STL. Она была адаптирована лишь для ограниченного круга компиляторов, но поставка STL легла в основу распространенной поставки STLport, описанной ниже. Более того, в реализацию STL от SGI входят некоторые нестандартные компоненты, делающие программирование в STL не только более мощным и гибким, но и более интересным. Некоторые из них стоит выделить.

• Хэшированные ассоциативные контейнеры hash_set, hash_multiset, hash_map и hash_multimap. За дополнительной информацией об этих контейнерах обращайтесь к совету 25.

• Односвязный список slist. Контейнер slist реализован наиболее стандартным образом, а итераторы указывают на те узлы списка, на которые они и должны указывать. К сожалению, этот факт оборачивается дополнительными затратами при реализации функций insert и erase, поскольку обе функции должны модифицировать указатель на следующий узел списка в узле, предшествующем тому, на который указывает итератор. В двусвязном списке (например, в стандартном контейнере list) это не вызывает проблем, но в односвязном списке возврат к предыдущему узлу является операцией с линейной сложностью. В контейнере slist из реализации SGI функции insert и erase выполняются с линейной сложностью вместо постоянной, что является существенным недостатком. В реализации SGI эта проблема решается при помощи нестандартных (но зато работающих с постоянной сложностью) функций insert_after и erase_after. В сопроводительной документации говорится:

…Если окажется, что функции insert_after и erase_after плохо подходят для ваших целей, и вам часто приходится вызывать функции insert и erase в середине списка, вероятно, вместо slist лучше воспользоваться контейнером list.

В реализацию Dinkumware также входит односвязный список slist, но в нем используется другая архитектура итераторов, сохраняющая постоянную сложность при вызовах insert и erase. За дополнительной информацией о Dimkumware обращайтесь к приложению Б.

• Контейнер rope, аналог string для очень больших строк. В документации SGI контейнер rope описывается так:

Контейнер rope представляет собой масштабированную разновидность string: он предназначен для эффективного выполнения операций со строками в целом. Затраты времени на такие операции, как присваивание, конкатенация и выделение подстроки, практически не зависят от длины строки. В отличие от строк C, контейнер rope обеспечивает разумное представление для очень длинных строк (например, содержимого буфера текстового редактора или сообщений электронной почты).

Во внутреннем представлении контейнер rope реализуется в виде дерева подстрок с подсчетом ссылок, при этом каждая строка хранится в виде массива char. Одна из интересных особенностей интерфейса rope заключается в том, что функции begin и end всегда возвращают тип const_iterator. Это сделано для предотвращения операций, изменяющих отдельные символы. Такие операции обходятся слишком дорого. Контейнер rope оптимизирован для операций с текстом в целом или большими фрагментами (присваивание, конкатенация и выделение подстроки); операции с отдельными символами выполняются неэффективно.