Скотт Мейерс - Эффективное использование STL

В ситуациях с наследованием копирование становится причиной отсечения. Иначе говоря, если создать контейнер объектов базового класса и попытаться вставить в него объекты производного класса, «производность» этих объектов утрачивается при копировании объектов (копирующим конструктором базового класса) в контейнер:

vector vw;

class Special Widget: // SpecialWidget наследует от класса

public Widget{...}; // Widget (см. ранее)

SpecialWidget sw; // sw копируется в vw как объект базового класса

vw.push_back(sw); // Специализация объекта теряется (отсекается)

Проблема отсечения предполагает, что вставка объекта производного класса в контейнер объектов базового класса обычно приводит к ошибке. А если вы хотите, чтобы полученный объект обладал поведением объекта производного класса (например, вызывал виртуальные функции объектов производного класса), вставка всегда приводит к ошибке. За дополнительной информацией обращайтесь к «Effective C++», совет 22. Другой пример проявления этой проблемы в STL описан в совете 38.

Существует простое решение, обеспечивающее эффективное, корректное и свободное от проблемы отсечения копирование — вместо объектов в контейнере хранятся указатели. Иначе говоря, вместо контейнера для хранения Widgetсоздается контейнер для Widget*. Указатели быстро копируются, результат точно совпадает с ожидаемым (поскольку копируется базовое двоичное представление), а при копировании указателя ничего не отсекается. К сожалению, у контейнеров указателей имеются свои проблемы, обусловленные спецификой STL. Они рассматриваются в советах 7 и 33. Пытаясь справиться с этими проблемами и при этом не нажить хлопот с эффективностью, корректностью и отсечением, вы, вероятно, обнаружите симпатичную альтернативу — умные указатели. За дополнительной информацией обращайтесь к совету 7.

Если вам показалось, что STL злоупотребляет копированием, не торопитесь с выводами. Да, копирование в STL выполняется довольно часто, но в целом библиотека спроектирована с таким расчетом, чтобы избежать лишнего копирования. Более того, она избегает лишнего создания объектов. Сравните с поведением классического массива — единственного встроенного контейнера C и C++:

Widget w[maxNumWidgets]; // Создать массив объектов Widget

// Объекты инициализируются конструктором

// по умолчанию

В этом случае конструируются maxNumWidgetsобъектов Widget, даже если на практике будут использоваться лишь некоторые из них или все данные, инициализированные конструктором по умолчанию, будут немедленно перезаписаны данными, взятыми из другого источника (например, из файла). Вместо массива можно воспользоваться контейнером STL vectorи создать вектор, динамически увеличивающийся в случае необходимости:

vector vw; // Создать вектор, не содержащий ни одного

// объекта Widget и увеличивающийся по мере

// необходимости

Можно также создать пустой вектор, в котором зарезервировано место для maxNumWidgetsобъектов Widget, но не сконструирован ни один из этих объектов:

vector vw;

vw.reserve(maxNumWidgets); // Функция reserve описана в совете 14

По сравнению с массивами контейнеры STL ведут себя гораздо цивилизованнее. Они создают (посредством копирования) столько объектов, сколько указано, и только по вашему требованию, а конструктор по умолчанию выполняется только с вашего разрешения. Да, контейнеры STL создают копии; да, в особенностях их работы необходимо хорошо разбираться, но не стоит забывать и о том, что они означают большой шаг вперед по сравнению с массивами.

Для произвольного контейнера с следующие две команды фактически эквивалентны:

if (c.size()==0)...

if (c.empty())...

Возникает вопрос — почему же предпочтение отдается одной конструкции, особенно если учесть, что emptyобычно реализуется в виде подставляемой (inline) функции, которая просто сравнивает size()с нулем и возвращает результат?

Причина проста: функция emptyдля всех стандартных контейнеров выполняется с постоянной сложностью, а в некоторых реализациях listвызов sizeтребует линейных затрат времени.

Но почему списки так себя ведут? Почему они не обеспечивают выполнения sizeс постоянной сложностью? Это объясняется в основном уникальными свойствами функций врезки ( splicing). Рассмотрим следующий фрагмент: