Effective STL 读书笔记
第一章容器
条款1：仔细选择你的容器
C++中各种标准或非标容器：
- 标准STL序列容器： vector、string、deque和list（双向列表）。
- 标准STL管理容器： set、multiset、map和multimap。
- 非标准STL序列容器： slist（单向列表）和rope（重型字符串？）。
- 非标准STL关联容器： hash_set、hash_multiset、hash_map和hash_multimap。（c++11引入了unordered_set、unordered_multiset、unordered_map和unordered_multimap，其亦基于hash表，但属于最新的标准关联容器，所以相对hash_*拥有更高的效率和更好的安全性）
- 标准非STL容器： 数组（c++11中有新的array标准）、bitset、valarray（用于数值计算，但是一般很少使用）、stack、queue和priority_queue（常用于模拟最大堆和最小堆）
- 其他： vector
在某些情况下可以替换string， vector在某些情况下可以替换标准关联容器。
如何选择容器？需要考虑一下几点：是否要求内存连续（随机访问）？是否有频繁的插入/删除？是否要求容器内元素有序？是否有查找速度的要求？本书作者认为没有一个默认容器。（而《c++ primer》认为如果没有非常正当的理由，就应该选vector）
条款2：小心对“容器无关代码”（container-independent code）的幻想
STL是建立在泛型的基础上，但由于不同容器的特性不同（尤其是迭代器、指针和引用的类型与失效规则不同），支持所有容器的相同接口是不存在的。比如：
- 只有序列容器支持： push_front和push_back，
- 只有关联容器支持： logN时间复杂度的lower_bound、upper_bound和equal_range；
class Widget { ... };
typedef vector WidgetContainer;
typedef WidgetContainer::iterator WCIterator;
WidgetContainer cw;
Widget bestWidget;
...
WCIterator i = find(cw.begin(), cw.end(), bestWidget); 如果不想暴露所使用的容器类型，可以将所用的容器封装到一个class中。可以在这个class实现额外的功能，并对原始容器的操作进行封装。
条款3：使容器里对象的拷贝操作轻量而正确
容器内元素的改变、扩充或删除总是伴随着拷贝。如果将一个对象插入容器中，实际上是将这个对象拷贝进这个容器。拷贝是基于此对象对应class的拷贝构造函数和拷贝赋值操作符。
那么问题来了，如果对于某个class来说，他的拷贝非常昂贵，那么拷贝和可能成为容器的瓶颈。此外，拷贝还有可能带来分割的问题，若以基类建立容器，而插入派生类，那么派生部分会被切割。
解决这一问题的一个办法是建立指针的容器，尤其是智能指针的容器。
当然，STL容器在设计时，已经避免了绝大多数无谓的拷贝，相比内置数组，STL vector显然效率更高。
条款4：用empty来代替检查size()是否为0
对于一般的容器，例如vector，v.size()==0 与c.empty()等价。但是对于list来说，l.size()的时间复杂度为o(N)。
理论上，list每次插入元素时，可以跟新其size，这样能够保证l.size()的时间复杂度为o(1)。但list的特殊之处在于splice()成员函数，splice()可以将一个list插入到另一个list中，并且在o(1)内完成。如果需要在调用splice()时跟新size的值，唯一的方法是遍历待插入的list，并计算其长度。换而言之，l.size()和l.splice()之中，只能有一个为o(1)。而在大多数STL的实现中，前者时间复杂度为o(N)，而后者时间复杂度为o(1)。
而对于list的empty()的实现，其源代码为
bool empty() const {return node->next == node;}slist与list类似，其size()也为o(N),empty()为o(1)。slist的empty()是判断空白头节点的next是否为空。
条款5：尽量使用区间成员函数代替他们的单元素兄弟
典型的区间成员函数如下
//区间构造
container::container(InputIterator begin, // 区间的起点
InputIterator end); // 区间的终点
//区间插入
void container::insert(iterator position, // 区间插入的位置（对于关联容器，无需position参数）
InputIterator begin, // 插入区间的起点
InputIterator end); // 插入区间的终点
//区间删除
iterator container::erase(iterator begin, iterator end);//序列容器返回iterator，关联容器返回void
//区间赋值
void container::assign(InputIterator begin, InputIterator end);区间操作，其本质上还是单元素操作。
copy(data, data + numValues, inserter(v, v.begin()));条款6：警惕C++最令人恼怒的解析
假设有一个int的文件，我们需要将这些int拷贝到一个list中，那么和可能写出如下list的构造形式。
ifstream dataFile("ints.dat");
list data(istream_iterator(dataFile), istream_iterator()); - 第一个参数叫做dataFile，它的类型是istream_iterator
。 - 第二个参数没有名字，它的类型是指向一个没有参数且返回值istream_iterator
的函数指针。
我们平时还可能遇到如下类似的错误。
class Widget{...}; //假设Widget有默认构造函数
Widget w(); //这里实际上是声明了一个函数，而不是实例化一个对象。ifstream dataFile("ints.dat");
istream_iterator dataBegin(dataFile);
istream_iterator dataEnd;
list data(dataBegin, dataEnd); 条款7：当使用new得指针的容器时，记得在销毁容器钱delete那些指针
STL的容器在自己被销毁时，会自动销毁其容纳的每一个对象。但是当其容纳的对象是指针时，容器并不能正确销毁指针所指向的对象，因为指针的析构函数是无操作。
面对这种容器时，最直观的做法是，在容器销毁前，用for循环遍历容器的每个元素（即指针），并用delete。这样做有两个缺点：一是相比for_each，代码量多得多；二是非异常安全，即当异常抛出在delete掉所有容器内指针指向的内存之前时，会造成内存泄露。
void doSomething()
{
vector vwp;
for (int i = 0; i < SOME_MAGIC_NUMBER; ++i)
vwp.push_back(new Widget);
...
for (vector::iterator i = vwp.begin(); i != vwp.end(); ++i) {
delete *i;
}
} struct DeleteObject {
template
void operator()(const T* ptr) const
{
delete ptr;
}
}
void doSomething()
{
deque dssp;
...
for_each(dssp.begin(), dssp.end(), DeleteObject());
} void doSomething()
{
typedef boost::shared_ ptr SPW;
vector vwp;
for (int i = 0; i < SOME_MAGIC_NUMBER; ++i)
vwp.push_back(SPW(new Widget)); // 从一个Widget建立SPW, 然后进行一次push_back
... // 使用vwp
} 条款8：永不建立auto_ptr的容器
建立一个shared_ptr的容器时令人愉悦的，但是建立一个auto_ptr的容器是不可行的。
主要原因是，当拷贝一个auto_ptr时，auto_ptr所指向对象的所有权会被转移到拷贝的auto_ptr，二被拷贝的auto_ptr将被设为NULL。这将导致容器操作过程中，其所包含的元素会被意外地改变，导致未定义的结果。幸运的是，当你尝试建立一个auto_ptr的容器时，一般都会在编译阶段报错。
条款9：在删除选项中仔细选择
假设有一个包含int类型的容器 “container
而我们想删除c中所有值为1963的元素，而我们总是希望能有一个同一的操作，适用所有类型的容器。然而，并没有这样一个大一统的操作。
如果这是一个连续内存的容器（vector、deque或string）那么最好的办法是使用erase-remove操作。在begin()到end()的范围内，remove先找到第一个等于1963的元素，将后面的值往前移动，并跳过所有等于关键值得元素。在remove操作结束之后，容器的size并没有变化，需要调用erase将无用的元素真正删除。
c.erase(remove(c.begin(), c.end(), 1963), c.end());c.remove(1963)；c.erase(1963);如果我们基于一个判断函数，并删除所有符合这个判断函数的元素。我们应该怎么做呢？
对于序列容器（vector、string、deque和list），我们只要把remove换成remove_if即可。
c.erase(remove_if(c.begin(), c.end(), badValue), c.end()); // 当c是vector、string或deque时
c.remove_if(badValue); // 当c是list时容易胆小了低的办法是用remove_copy_if将我们需要的值拷贝到一个新容器中，然后将原容器和新的交换。
AssocContainer c; // c现在是一种标准关联容器
AssocContainer goodValues; // 用于容纳不删除的值的临时容器
remove_copy_if(c.begin(), c.end(),
inserter(goodValues, goodValues.end()),
badValue); // 从c拷贝不删除的值到goodValues
c.swap(goodValues); // 交换c和goodValues 但是这样做的开销可能不能满足我们的要求，然而关联容器没有remove_if这样的操作，所以我们需要自己实现一个类似的功能。可能遇到的问题是，我么并不能直接用erase删除元素，因为一旦调用erase，当前迭代器就已经失效了。我们需要在当前迭代器还没有失效前，就跳转到下一个容器。
AssocContainer c;
...
for (AssocContainer::iterator i = c.begin(); i != c.end(); /*nothing*/ ){
if (badValue(*i)) c.erase(i++);
else ++i;
} 进一步，如果我们在删除的同时，需要打印相关删除信息该怎么做呢？如果是关联容器，我们只需要在erase的同时，加入打印语句即可。
对于内存连续的容器，我们无法用erase-remove用法，因为没办法使用erase或remove向日志中写信息。（但其实可以在badValue()函数中写，O(∩_∩)O）我们也无法使用关联容器的循环，因为对于关联容器，其元素基于红黑树排列，所以删除单个节点不影响其他节点。但是对内存连续型容器，删除当前元素，会导致后面所有元素向前移动，导致后面所有元素的迭代器全部失效。型号，对于这类容器，其erase成员函数都会返回被删除元素的下一个元素的有效迭代器。所以我们可以这样做。
for (SeqContainer::iterator i = c.begin(); i != c.end();){
if (badValue(*i)){
logFile << "Erasing " << *i << '\n';
i = c.erase(i);
}
else
++i;
} 对于list，可以使用任何一种方法，其都适用。但是一般我们对list采取与vector一样的方式。
总结：● 去除一个容器中有特定值的所有对象：
如果容器是vector、string或deque，使用erase-remove惯用法。
如果容器是list，使用list::remove。
如果容器是标准关联容器，使用它的erase成员函数。
● 去除一个容器中满足一个特定判定式的所有对象：
如果容器是vector、string或deque，使用erase-remove_if惯用法。
如果容器是list，使用list::remove_if。
如果容器是标准关联容器，使用remove_copy_if和swap，或写一个循环来遍历容器元素，当你把迭代器传给erase时记得后置递增它。
● 在循环内做某些事情（除了删除对象之外）：
如果容器是标准序列容器，写一个循环来遍历容器元素，每当调用erase时记得都用它的返回值更新你
的迭代器。
如果容器是标准关联容器，写一个循环来遍历容器元素，当你把迭代器传给erase时记得后置递增它。
条款10：了解分配子（allocator）的约定和限制
条款11：理解自定义分配子的合理用法
条款12：切勿对STL容器的线程安全有不切实际的依赖
第二章 vector和string
条款13：vector和string优先于动态分配的数组
如果使用new来动态分配内存，程序员需要保证这些内存在使用结束后被正确释放。（当然，如果用智能指针就没有这样的问题，但是将无法使用STL提供的算法或容器内置函数。）
为减轻程序员的负担，推荐使用vector或者string。其中有一个例外是，在多线程环境下使用string，由于string大多使用引用计数来优化内存分配和效率，但是在多线程环境下，同步操作可能带来更来的效率损耗。这时候可以用vector
条款14：使用reserve来避免不必要的重新分配
以下四个成员函数经常被混淆，而且只有vector和string提供了所有这四个函数。
- size()：返回该容器中有多少个元素
- capacity()：返回该容器利用已分配的内存可以容纳多少个元素，可以用“capacity()-size()”得知容器在不重新分配内存的情况下还能插入多少个元素。
- resize(container::size_type n)：强迫改变容器改变到包含n个元素的状态。如果n小于当前size，则容器尾部元素北析构；如果n大于当前size，则通过默认工造函数将新元素添加到容器的尾部；；如果n大于当前capacity，则先重新分配内存。
- reserve(container::size_type n)：强制容器吧他的容量变成至少是n，前提是n不小于当前的大小。如果n小于当前容量，vector什么都不做；而string可能把自己的容量见效为size()和n中的最大值。
条款15：注意string实现的多样性
string的值可能会被引用计数，也可能不会。很多情况下会默认使用引用计数，但一般都会提供关闭默认选择的方法。
string对象大小的范围是一个char*指针大小的1倍到7倍。
创建一个新的字符串可能需要0次、1次或者2次动态分配内存。
string对象可能共享，也可能不共享其大小和容量信息。
string可能支持，也可能不支持针对单个对象的分配子。
不同的实现对字符内存的最小分配单位有不同的策略。
条款16：了解如何把vector和string数据传给旧的API
对于vector v，需要得到一个指向v中数据的指针，从而可以把v中的数据座位数组来对待。
- 需要保证v不为空，否则&v[0]将导致未定义行为
- 不应该使用v.begin()，如果必须使用begin()，请使用&*v.begin()，因为这和&v[0]产生相同的指针。
//void doSomething(const int* pInts, size_t numInts);
if (!v.empty()) {
doSomething(&v[0], v.size());
}对于string s，相同的方法不一定适用，因为（1）string中的数据不一定存储在连续的内存中；（2）string的内部表示一定以空字符结尾。正确的做法是使用c_str()陈元函数
//void doSomething(const char *pString);
doSomething(s.c_str());// C API：此函数需要一个指向数组的指针，数组最多有arraySize个double
// 而且会对数组写入数据。它返回写入的double数，不会大于arraySize
size_t fillArray(double *pArray, size_t arraySize); // 同上
vector vd(maxNumDoubles); // 一样同上
vd.resize(fillArray(&vd[0], vd.size()));
deque d(vd.begin(), vd.end()); // 拷贝数据到deque
list l(vd.begin(), vd.end()); // 拷贝数据到list
set s(vd.begin(), vd.end()); // 拷贝数据到set void doSomething(const int* pints, size_t numInts); // C API (同上)
set intSet; // 保存要传递给API数据的set
...
vector v(intSet.begin(), intSet.end()); // 拷贝set数据到vector
if (!v.empty()) doSomething(&v[0], v.size()); // 传递数据到API 条款17：使用“swap技巧”除去多余的容量
如何将vector中多余的容量除去？当使用区间erase()后，虽然该vector的大小减小了，但是容量并没有减小。
vector
vector v;
...
vector(v).swap(v); 同样的方法也适用于string。
string s;
...
string(s).swap(s);值得注意的是，这种方法并不能保证size()等于capacity()，只能保证capacity()尽可能的小。
最后，swap还可以用来清空一个容器。
vector v;
string s;
... // 使用v和s
vector().swap(v); // 清除v而且最小化它的容量
string().swap(s); // 清除s而且最小化它的容量 条款18：避免使用vector
对于vector
为了解决这个问题，vector
vector v;
bool *pb = &v[0]; // 错误！右边的表达式是vector::reference*类型， 不是bool* 一是采用deque
二是用bitset代替vector
第三章 关联容器
条款19：理解相等（equality）和等价（equivalence）的区别
STL中有两种判断两个元素的值是否相等的方法。
- 基于相等（以find算法为代表）。它是以operator==为基础。
- 基于等价（以set::insert）,默认以operator<为基础（!(w1
条款20：位包含指针的关联容器指定比较类型
TODO
条款21：总是让比较函数在等值情况下返回false
TODO
条款22：切勿直接修改set或multiset中的键
TODO
条款23：考虑用排序的vector替代关联容器
TODO
条款24：当效率至关重要时，请在map::operator[]与map::insert之间谨慎做出选择
TODO
条款25：熟悉非标准的散列容器
TODO