Скотт Мейерс - Эффективное использование STL
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<int> data(istream_iterator<int>(dataFile), // Внимание! Эта строка
istream_iterator<int>()); // 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…
Начнем с азов. Следующая команда объявляет функцию f, которая получает double и возвращает int:
int f(double d);
То же самое происходит и в следующей строке. Круглые скобки вокруг имени параметра d не нужны, поэтому компилятор их игнорирует:
int f(double(d));// То же,- круглые скобки вокруг d игнорируются
Рассмотрим третий вариант объявления той же функции. В нем просто не указано имя параметра:
int f(double);// То же; имя параметра не указано
Вероятно, эти три формы объявления вам знакомы, хотя о возможности заключать имена параметров в скобки известно далеко не всем (до недавнего времени я о ней не знал).
Теперь рассмотрим еще три объявления функции. В первом объявляется функция g с параметром — указателем на функцию, которая вызывается без параметров и возвращает double:
int g(double (*pf)()); // Функции g передается указатель на функцию
То же самое можно сформулировать и иначе. Единственное различие заключается в том, что pf объявляется в синтаксисе без указателей (допустимом как в C, так и в C++):
int g(double pf()); // То же; pf неявно интерпретируется как указатель
Как обычно, имена параметров могут опускаться, поэтому возможен и третий вариант объявления g без указания имени pf:
int g(double());// То же: имя параметра не указано
Обратите внимание на различия между круглыми скобками вокруг имени параметра (например, параметра d во втором объявлении f) и стоящими отдельно (как в этом примере). Круглые скобки, в которые заключено имя параметра, игнорируются, а круглые скобки, стоящие отдельно, обозначают присутствие списка параметров; они сообщают о присутствии параметра, который является указателем на функцию.
После небольшой разминки с объявлениями f и g мы возвращаемся к фрагменту, с которого начинается этот совет. Ниже он приводится снова:
list<int> data(istream_iterator<int>(dataFile), istream_iterator<int>());
Держитесь и постарайтесь не упасть. Перед вами объявление функции data, возвращающей тип list<int>. Функция data получает два параметра:
• Первый параметр, dataFile, относится к типу istream_iterator<int>. Лишние круглые скобки вокруг dataFile игнорируются.
• Второй параметр не имеет имени. Он относится к типу указателя на функцию, которая вызывается без параметров и возвращает istream_iterator<int>.
Любопытно, не правда ли? Однако такая интерпретация соответствует одному из основных правил C++: все, что может интерпретироваться как указатель на функцию, должно интерпретироваться именно так. Каждый программист с опытом работы на C++ встречался с теми или иными воплощениями этого правила. Сколько раз вы встречались с такой ошибкой:
class Widget{...}; // Предполагается, что у Widget
// имеется конструктор по умолчанию
Widget w(); // Какая неприятность...
Вместо объекта класса Widget с именем w в этом фрагменте объявляется функция w, которая вызывается без параметров и возвращает Widget. Умение распознавать подобные «ляпы» — признак хорошей квалификации программиста C++.
Все это по-своему интересно, однако мы нисколько не приблизились к поставленной цели: инициализировать объект list<int> содержимым файла. Зато теперь мы знаем, в чем заключается суть проблемы, и легко справимся с ней. Объявления формальных параметров не могут заключаться в круглые скобки, но никто не запрещает заключить в круглые скобки аргумент при вызове функции, поэтому простое добавление круглых скобок поможет компилятору увидеть происходящее под нужным углом зрения:
