Скотт Мейерс - Эффективное использование STL

Программисты C++ часто опираются на предположения. Например, они предполагают, что копирующие конструкторы действительно копируют (как показано в совете 8, невыполнение этого правила приводит к удивительным последствиям). Они предполагают, что в результате взятия адреса объекта вы получаете указатель на этот объект (в совете 18 рассказано, что может произойти в противном случае). Они предполагают, что адаптеры bind1stи not2могут применяться к объектам функций (см. совет 40). Они предполагают, что оператор +выполняет сложение (кроме объектов string, но знак «+» традиционно используется для выполнения конкатенации строк), что оператор -вычитает, а оператор ==проверяет равенство. И еще они предполагают, что функция lessэквивалентна operator<.

В действительности operator<представляет собой нечто большее, чем реализацию lessпо умолчанию — он соответствует ожидаемому поведению less. Если lessвместо вызова operator<делает что-либо другое, это нарушает ожидания программистов и вступает в противоречие с «принципом минимального удивления». Конечно, поступать так не стоит — особенно если без этого можно обойтись.

В STL нет ни одного случая использования less, когда программисту бы не предоставлялась возможность задать другой критерий сравнения. Вернемся к исходному примеру с контейнером multiset, упорядоченному по атрибуту maxSpeed. Задача решается просто: для выполнения нужного сравнения достаточно создать класс функтора практически с любым именем, кроме less. Пример:

struct MaxSpeedCompare:

public binary_function {

bool operator()(const Widget& lhs, const Widget& rhs) const {

return lhs.maxSpeed() < rhs.maxSpeed();

}

};

При создании контейнера multisetдостаточно указать тип сравнения MaxSpeedCompare, тем самым переопределяя тип сравнения по умолчанию ( less):

multiset widgets;

Смысл этой команды абсолютно очевиден: мы создаем контейнер multisetс элементами Widget, упорядоченными в соответствии с классом функтора MaxSpeedCompare. Сравните со следующим объявлением:

multiset widgets;

В нем создается контейнер multisetобъектов Widget, упорядоченных по стандартному критерию. Строго говоря, упорядочение производится по критерию less, но большинство программистов будет полагать, что сортировка производится функцией operator<. Не нужно обманывать их ожидания и подменять определение less. Если вы хотите использовать less(явно или косвенно), проследите за тем, чтобы этот критерий был эквивалентен operator<. Если объекты должны сортироваться по другому критерию, создайте специальный класс функтора и назовите его как-нибудь иначе.

STL традиционно характеризуется как совокупность контейнеров, итераторов, алгоритмов и объектов функций, однако программирование в STL заключает в себе нечто большее. Этот термин означает, что программист способен правильно выбирать между циклами, алгоритмами или функциями контейнеров; знает, в каких случаях equal_rangeпредпочтительнее lower_bound, когда lower_boundпредпочтительнее findи когда findпревосходит equal_range. Термин означает, что программист умеет повышать быстродействие алгоритма посредством замены функций эквивалентными функторами и избегает написания непереносимого или плохо читаемого кода. Более того, к этому понятию даже относится умение читать сообщения об ошибках компилятора, состоящие из нескольких тысяч символов, и хорошее знание Интернет-ресурсов, посвященных STL (документация, расширения и даже полные реализации).

Да, для программирования в STL необходимо много знать, и большая часть этой информации приведена в данной главе.

Каждому алгоритму передается по крайней мере одна пара итераторов, определяющих интервал объектов для выполнения некоторой операции. Так, алгоритм min_elementнаходит минимальное значение в интервале, алгоритм accumulateвычисляет сводную величину, характеризующую интервал в целом (см. совет 37), а алгоритм partitionделит элементы интервала на удовлетворяющие и не удовлетворяющие заданному критерию (см. совет 31). Чтобы алгоритм мог выполнить свою задачу, он должен проанализировать каждый объект в переданном интервале (или интервалах), для чего объекты в цикле перебираются от начала интервала к концу. Некоторые алгоритмы (такие как findи find_if) могут вернуть управление до завершения полного перебора, но и в этих алгоритмах задействован внутренний цикл. Ведь даже алгоритмы findи find_ifдолжны проанализировать все элементы интервала, прежде чем принять решение об отсутствии искомого элемента.