# 标准库中容器方面的改进
新的语言特性和近10年来的经验会给标准库中的容器带来啥改进呢?首先,新容器类型:array(大小固定容器),forward_list
(单向链表),unordered containers(哈希表,无序容器)。其次,新特性:initializer lists(初始化列表),rvalue
references(右值引用),variadic templates(可变参数模板),constexpr(常量表达式)。下边均以vector为例加以介绍:
* 初始化列表(Initializer lists):最显著的改进是容器的构造函数可以接受初始化列表来作为参数:
```
vector<string> vs = { "Hello", ", ", "World!", "\n" };
for (auto s : vs ) cout << s;
```
* move操作:容器新增了move版的构造和赋值函数(作为传统copy操作的补充)。它最重要的内涵就是允许我们高效的从函数中返回一个容器:
```
vector<int> make_random(int n)
{
vector<int> ref(n);
// 产生0-255之间的随机数
for(auto x& : ref) x = rand_int(0,255);
return ref;
}
vector<int> v = make_random(10000);
for (auto x : make_random(1000000)) cout << x << '\n';
```
上边代码的关键点是vector没有被拷贝操作(译注:vector ref的内存空间不是应该在函数返回时被stack自动回收吗?move assignment通过右值引用精巧的搞定了这个问题)。对比我们现在的两种惯用法:在自由存储区来分配vector的空间,我们得负担上内存管理的问题了;通过参数传进已经分配好空间的vector,我们得要写不太美观的代码了(同时也增加了出错的可能)。
* 改进的push操作:作为我最喜爱的容器操作函数,push_back()允许我们优雅的增大容器:
```
vector<pair<string,int>> vp;
string s;
int i;
while(cin>>s>>i) vp.push_back({s,i});
```
如上代码通过r和i构造了一个pair对象,然后将它move到vp中。注意这里是”move”而不是”copy”。这个push_back版本接受了一个右值引用参数,因此我们可以从string的移动构造函数(move
constructor)(译注:直接由拷贝构造函数(copy ctor)对应而来)中获益。同时使用了[统一初始化语法](unified initializer syntax)来避免哆嗦。
* 原地安置操作(Emplace operations):在大多数情况下,push_back()使用移动构造函数(而不是拷贝构造函数)来保证它更有效率,不过在极端情况下我们可以走的更远。为何一定要进行拷贝/移动操作?为什么不能在vector中分配好空间,然后直接在这个空间上构造我们需要的对象呢?做这种事儿的操作被叫做”原地安置”(emplace,含义是:putting in place)。举一个emplace_back()的例子:
```
vector<pair<string,int>> vp;
string s;
int i;
while(cin>>s>>i) vp.emplace_back(s,i);
```
emplace_back()接受了可变参数模板变量并通过它来构造所需类型。至于emplace_back()是否比push_back()更有效率,取决于它和可变参数模板的具体实现。如果你认为这是一个重要的问题,那就实际测试一下。否则,就从美感上来选择它们吧。到目前为止,我更喜欢push_back(),不过只是目前哦。
* Scoped allocators:现在容器中可以持有”拥有状态的空间分配对象(allocationobjects)”了,并通过它来进行”nested/scoped”方式的空间分配(译注:原文:use those to control nested/scoped allocation )(举例:为容器中的元素分配空间)。
显然,容器不是唯一从新语言特性中获益的标准库部分:
* 编译期计算(Compile-time evaluation):常量表达式
为bitset, duration, char_traits, array, atomic types,
random numbers,
complex等类型引入了编译期计算。对于某些情况,这意味着性能上的改善;而对于其它情况(无法编译期优化的情况下),则意味着可以减少晦涩代码和宏的使用了。
* 元组(Tuples):如果没有可变参数模板
,它就不存在了。
(翻译:interma)
- C++11 FAQ中文版 - C++11 FAQ
- Stroustrup先生关于中文版的授权许可邮件
- Stroustrup先生关于C++11 FAQ的一些说明
- 关于C++11的一般性的问题
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- 关于独立的语言特性的问题
- __cplusplus宏
- alignment(对齐方式)
- 属性(Attributes)
- atomic_operations
- auto – 从初始化中推断数据类型
- C99功能特性
- 枚举类——具有类域和强类型的枚举
- carries_dependency
- 复制和重新抛出异常
- 常量表达式(constexpr)
- decltype – 推断表达式的数据类型
- 控制默认函数——默认或者禁用
- 控制默认函数——移动(move)或者复制(copy)
- 委托构造函数(Delegating constructors)
- 并发性动态初始化和析构
- noexcept – 阻止异常的传播与扩散
- 显式转换操作符
- 扩展整型
- 外部模板声明
- 序列for循环语句
- 返回值类型后置语法
- 类成员的内部初始化
- 继承的构造函数
- 初始化列表
- 内联命名空间
- Lambda表达式
- 用作模板参数的局部类型
- long long(长长整数类型)
- 内存模型
- 预防窄转换
- nullptr——空指针标识
- 对重载(override)的控制: override
- 对重载(override)的控制:final
- POD
- 原生字符串标识
- 右角括号
- 右值引用
- Simple SFINAE rule
- 静态(编译期)断言 — static_assert
- 模板别名(正式的名称为"template typedef")
- 线程本地化存储 (thread_local)
- unicode字符
- 统一初始化的语法和语义
- (广义的)联合体
- 用户定义数据标识(User-defined literals)
- 可变参数模板(Variadic Templates)
- 关于标准库的问题
- abandoning_a_process
- 算法方面的改进
- array
- async()
- atomic_operations
- 条件变量(Condition variables)
- 标准库中容器方面的改进
- std::function 和 std::bind
- std::forward_list
- std::future和std::promise
- 垃圾回收(应用程序二进制接口)
- 无序容器(unordered containers)
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- metaprogramming(元编程)and type traits
- 互斥
- 随机数的产生
- 正则表达式(regular expressions)
- 具有作用域的内存分配器
- 共享资源的智能指针——shared_ptr
- smart pointers
- 线程(thread)
- 时间工具程序
- 标准库中的元组(std::tuple)
- unique_ptr
- weak_ptr
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