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容器

條款1：仔細選擇你的容器

C++提供了很多可供程序員使用的容器：
（1）標準STL序列容器：vector，string，deque和list
（2）標準STL關聯容器：set，multiset，map和multimap
（5） vector<char>可以作為string的替代品
（6） vector作為標準關聯容器的替代品
（7）幾種標準非STL容器，包括數組、bitset、valarray、stack、queue和priority_queue
又新增了一些容器，包括：array，unordered容器，還有tuple容器。

不同容器有不同的優缺點，用戶需要根據實際應用的特點綜合決定使用哪種容器，如：vector是一種可以默認使用的序列類型，當很頻繁地對序列中部進行插入和刪除時應該用list，當大部分插入和刪除發生在序列的頭或尾時可以選擇deque這種數據結構。

條款2：小心對“容器無關代碼”的幻想

本條款要告誡程序員：編寫與容器無關的代碼是沒有必要的。
有人想編寫這樣的程序，剛開始時使用vector存儲，之后由于需求的變化，將vector改為deque或者list，其他代碼不變。實際上，這基本上是做不到的。這是因為：不同的序列容器所對應了不同的迭代器、指針和引用的失效規則，此外，不同的容器支持的操作也不相同，如：vector支持reserve()和capacity()，而deque和list不支持；即使是相同的操作，復雜度也不一樣（如：insert），這會讓你的系統產生意想不到的瓶頸。

此外，鼓勵程序員在聲明容器和迭代器的時候使用typedef進行重命名，這能夠對你的程序進行封轉，從而使用起來更簡單，如有下面一個map容器：

map<string,vectorWidget>::iterator,CIStringCompare>;

如要用const_iterator遍歷這個map，你需不止一次地寫下：

map<string, vectorWidget>::iterator, CIStringCompare>::const_iterator

如果使用typedef，會快速方便很多。

條款3：使容器里對象的拷貝操作輕量而正確

容器容納了對象，但不是你給它們的那個對象。當你向容器中插入一個對象時，你插入的是該對象的拷貝而不是它本身；當你從容器中獲取一個對象時，你獲取的是容器中對象的拷貝。
拷貝是STL的基本工作方式。當你刪除或者插入某個對象時，現有容器中的元素會移動（拷s貝）；當你使用了排序算法，remove、uniquer或者他們的同類，rotate或者reverse，對象會移動（拷貝）。
一個使拷貝更高效、正確的方式是建立指針的容器而不是對象的容器，即保存對象的指針而不是對象，然而，指針的容器有它們自己STL相關的頭疼問題，改進的方法是采用智能指針。

條款4：用empty來代替檢查size()是否為0

對于任意容器c，寫下

if (c.size() == 0)

本質上等價于寫下

if (c.empty())

但是為什么第一種方式比第二種優呢？理由很簡單：對于所有的標準容器，empty是一個常數時間的操作，但對于一些list實現，size花費線性時間。
這什么造成list這么麻煩？為什么不能也提供一個常數時間的size？如果size是一個常數時間操作，當進行增加/刪除操作時每個list成員函數必須更新list的大小，也包括了splice，這會造成splice的效率降低（現在的splice是常量級的），反之，如果splice不必修改list大小，那么它就是常量級地，而size則變為線性復雜度，因此，設計者需要權衡這兩個操作的算法：一個或者另一個可以是常數時間操作。

條款5：盡量使用區間成員函數代替單元素操作

給定兩個vector，v1和v2，怎樣使v1的內容和v2的后半部分一樣？
可行的解決方案有：
（1）使用區間函數assign：

v1.assign(v2.begin() + v2.size() / 2, v2.end());

（2）使用單元素操作：

vector<Widget>::const_iterator ci = v2.begin() + v2.size() / 2;
ci != v2.end();
++ci) 
v1.push_back(*ci);

（3）使用copy區間函數

v1.clear();
copy(v2.begin() + v2.size() / 2, v2.end(), back_inserter(v1));

（4）使用insert區間函數

v1.insert(v1.end(), v2.begin() + v2.size() / 2, v2.end());

最優的方案是assign方案，理由如下：
首先，使用區間函數的好處是：
● 一般來說使用區間成員函數可以輸入更少的代碼。
● 區間成員函數會導致代碼更清晰更直接了當。
使用copy區間函數存在的問題是：
【1】需要編寫更多的代碼，比如：v1.clear()，這個與insert區間函數類似
【2】 copy沒有表現出循環，但是在copy中的確存在一個循環，這會降低性能
使用insert單元素版本的代碼對你征收了三種不同的性能稅，分別為：
【1】沒有必要的函數調用；
【2】 無效率地把v中的現有元素移動到它們最終插入后的位置的開銷；
【3】重復使用單元素插入而不是一個區間插入必須處理內存分配。

下面進行總結：
說明：參數類型iterator表示容器的迭代器類型，也就是container::iterator，參數類型InputIterator表示可以接受任何輸入迭代器。
【1】區間構造
所有標準容器都提供這種形式的構造函數：

container::container(InputIterator begin,
// 區間的起點
InputIterator end);
// 區間的終點

【2】區間插入
所有標準序列容器都提供這種形式的insert：

void container::insert(iterator position,
// 區間插入的位置
InputIterator begin,
// 插入區間的起點 
InputIterator end);
// 插入區間的終點

關聯容器使用它們的比較函數來決定元素要放在哪里，所以它們了省略position參數。

void container::insert(lnputIterator begin, InputIterator end);

【3】區間刪除
每個標準容器都提供了一個區間形式的erase，但是序列和關聯容器的返回類型不同。序列容器提供了這個：

iterator container::erase(iterator begin, iterator end);

而關聯容器提供這個：

void
container::erase(iterator begin, iterator end);

為什么不同？解釋是如果erase的關聯容器版本返回一個迭代器（被刪除的那個元素的下一個）會招致一個無法接受的性能下降.
注意這個特點在新版本的STL中已經解決了

【4】區間賦值
所有標準列容器都提供了區間形式的assign：

void
container::assign(InputIterator begin, InputIterator end);

條款7：當使用new得指針的容器時，記得在銷毀容器前delete那些指針

條款8：永不建立auto_ptr的容器**//注意，在新版本中auto_ptr已經不再被使用

條款9：在刪除選項中仔細選擇

（1）假定你有一個標準STL容器，c，容納int，

Container<int> c;

而你想把c中所有值為1963的對象都去，則不同的容器類型采用的方法不同：沒有一種是通用的.

如果采用連續內存容器(vector、queue和string)，最好的方法是erase-remove慣用法：

c.erase(remove(c.begin(), c.end(), 1963),c.end());
// 當c是vector、string
// 或deque時，erase-remove慣用法是去除特定值的元素的最佳方法

對于list，最有效的方法是直接使用remove函數：

c.remove(1963);

對于關聯容器，解決問題的適當方法是調用erase：

c.erase(1963);
// 當c是標準關聯容器時,erase成員函數是去除特定值的元素的最佳方法

（2）讓我們換一下問題：不是從c中除去每個有特定值的元素，而是消除下面判斷式返回真的每個對象：

bool badValue( int x);
// 返回x是否是“bad”

對于序列容器（vector、list、deque和string），只需要將remove換成remove_if即可：

// 當c是vector、string
// 或deque時這是去掉badValue返回真的對象的最佳方法
c.erase(remove_if(c.begin(), c.end(), badValue),c.end());

// 當c是list時這是去掉badValue返回真的對象的最佳方法
c.remove_if(badValue);

對于關聯容器，有兩種方法處理該問題，一個更容易編碼，另一個更高效。“更容
易但效率較低”的解決方案用remove_copy_if把我們需要的值拷貝到一個新容器中，然后把原容器的內容和新的交換：
“更高效”的解決方案是直接從原容器刪除元素。不過，因為關聯容器沒有提供類似remove_if的成員函數，所以我們必須寫一個循環來迭代c中的元素，和原來一樣刪除元素：

AssocContainer<int> c;
...
for(AssocContainer<int>::iterator i = c.begin();i != c.end();){
    if(badValue(*i))
         c.erase(i++);
    else
         ++i;
}

對于vector、string、list和deque，必須利用erase的返回值。那個返回值正是我們需要的：一旦刪除完成，它就是指向緊接在被刪元素之后的元素的有效迭代器。換句話說，我們這么寫：

for(SeqContainer<int>::iterator i = c.begin(); i != c.end();){
    if(badValue(*i)){
        i = c.erase(i);
      // 通過把erase的返回值賦給i來保持i有效
    } 
   else
       ++i;
}

條款12：對STL容器線程安全性的期待現實一些

在工程中多線程操作STL的場景應該還是比較常見的，一個典型的例子就是用其來做生產者——消費者模型的隊列或者其他共享隊列，這樣為了應對線程安全問題我們必須自己對容器操作進行封裝。這是我自己實現的的封裝類:

template< typename Container>    
// 獲取和釋放容器的互斥量的類的模板核心；
class Lock {                    
    public :                         
    // 忽略了很多細節
       Lock( const Containers container) : c(container){  
          // 在構造函數獲取互斥量       
          getMutexFor(c); 
       }
      ~Lock(){
           // 在析構函數里釋放它
           releaseMutexFor(c); 
       }
  private:
      const Container& c;
};

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