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首页/C++ 那些事/C++ STL源码剖析 tr1与std array

课程目录

  1. 01const 那些事
  2. 02static 那些事
  3. 03this 那些事
  4. 04inline 那些事
  5. 05sizeof 那些事
  6. 06纯虚函数和抽象类那些事
  7. 07vptr_vtable 那些事
  8. 08virtual 那些事
  9. 09volatile 那些事
  10. 10assert 那些事
  11. 11位域那些事
  12. 12extern 那些事
  13. 13struct 那些事
  14. 14struct 与 class 那些事
  15. 15union 那些事
  16. 16用 C 实现 C++ 多态
  17. 17explicit 那些事
  18. 18friend 那些事
  19. 19using 那些事
  20. 20:: 那些事
  21. 21enum 那些事
  22. 22decltype 那些事
  23. 23引用与指针那些事
  24. 24宏那些事
  25. 25C++11 新特性
  26. 26C++ STL源码剖析 tr1与std array
  27. 27C++ STL源码剖析之序列式容器deque
  28. 28C++ STL源码剖析之哈希表
  29. 29C++ STL源码剖析之实现一个简单的iterator_category
  30. 30C++ STL源码剖析之双向环形链表list
  31. 31C++ STL源码剖析之map、multimap、initializer_list
  32. 32从0到1打牢算法基础之手写一个哈希表
  33. 33C++ STL源码剖析之容器配接器stack与queue、priority_queue
  34. 34C++ STL源码剖析之红黑树
  35. 35STL之set与multiset那些事
  36. 36C++ STL 源码剖析之 Traits 编程技法
  37. 37typename
  38. 38C++ STL源码剖析之unordered_map、unordered_multimap、unordered_set、unordered_multiset
  39. 39STL源码剖析之vector
  40. 40STL设计之EBO(空基类优化)
  41. 41设计模式:单例模式
  42. 42初始化列表与赋值
  43. 43C++惯用法之enum class
  44. 44C++惯用法之消除垃圾收集器-资源获取即初始化方法(RAII)
  45. 45copy-swap 惯用法
  46. 46C++惯用法之pImpl
  47. 4710日c++实战狂练
  48. 48Day4 · const 练习
  49. 49��Ԫ���
  50. 50Day5 · 构造与析构
  51. 51Day5 · 继承与访问控制
  52. 52Day5 · 运算符重载
  53. 53Day5 · 三五法则
  54. 54Day5 · virtual 练习
  55. 55Day6 · 综合练习
  56. 56Day7 · 综合练习
  57. 57Day8 · 综合练习
  58. 58异常处理
  59. 59Day10 · 综合练习
  60. 60重点实战练习
第 26 课1.5 小时

C++ STL源码剖析 tr1与std array

源码剖析版本为gcc4.9.1。

课程内容

C++ STL源码剖析 tr1与std array

0.导语

源码剖析版本为gcc4.9.1。

C++ tr1全称Technical Report 1,是针对C++标准库的第一次扩展。C++标准c++0x会包括它,以及一些语言本身的扩充。tr1包括大家期待已久的smart pointer,正则表达式以及其他一些支持范型编程的内容。草案阶段,新增的类和模板的名字空间是std::tr1。

1.std::tr1::array

使用:

#include <tr1/array>
std::tr1::array<int ,10> a;

tr1中的array比较简单,模拟语言本身的数组,并且让其支持迭代器操作,使其同其他容器一样,能够调用算法。对于tr1中array没有构造与析构。迭代器是直接使用传递进来的类型定义指针。

简单的看一下这个静态数组array源码:

template<typename _Tp, std::size_t _Nm>
struct array
{
    typedef _Tp 	    			      value_type;
    typedef value_type&                   	      reference;
    typedef const value_type&             	      const_reference;
    typedef value_type*          		      iterator;
    typedef const value_type*			      const_iterator;
    typedef std::size_t                    	      size_type;
    typedef std::ptrdiff_t                   	   difference_type;
    typedef std::reverse_iterator<iterator>	      reverse_iterator;
    typedef std::reverse_iterator<const_iterator>   const_reverse_iterator;
}

里面使用reverse_iterator作为rbegin与rend操作的迭代器。 看上去上面一个迭代器,实际上两个,还有一个iterator,这个直接使用传递进来的类型定义指针,作为迭代器。

可以将其对比为vector中的正向与反向迭代器。

值得注意的是,在tr1::array中,支持传递数组大小为0,例如我们使用如下:

std::tr1::array<int,0> a;

对于这样的写法,会对应到下面:

// Support for zero-sized arrays mandatory.
value_type _M_instance[_Nm ? _Nm : 1];

根据传递进来的大小,如果不为0,就是传递进来的大小,否则为1。

2.std::array

使用

std::array<int ,10> a;

std中的array包含了

std_array.png

对比tr1与std的array

template<typename _Tp, std::size_t _Nm>
struct array
{
    typedef _Tp 	    			      value_type;
    typedef value_type*			      pointer;
    typedef const value_type*                       const_pointer;
    typedef value_type&                   	      reference;
    typedef const value_type&             	      const_reference;
    typedef value_type*          		      iterator;
    typedef const value_type*			      const_iterator;
    typedef std::size_t                    	      size_type;
    typedef std::ptrdiff_t                   	      difference_type;
    typedef std::reverse_iterator<iterator>	      reverse_iterator;
    typedef std::reverse_iterator<const_iterator>   const_reverse_iterator;

    // Support for zero-sized arrays mandatory.
    typedef _GLIBCXX_STD_C::__array_traits<_Tp, _Nm> _AT_Type;    // # define _GLIBCXX_STD_C std
    typename _AT_Type::_Type                         _M_elems;
}

发现array里面有两处值得注意的地方:

// Support for zero-sized arrays mandatory.
typedef _GLIBCXX_STD_C::__array_traits<_Tp, _Nm> _AT_Type;    // # define _GLIBCXX_STD_C std
typename _AT_Type::_Type                         _M_elems;

在源码中去找__array_traits,看到:

template<typename _Tp, std::size_t _Nm>
struct __array_traits
{
    typedef _Tp _Type[_Nm];

    static constexpr _Tp&
    _S_ref(const _Type& __t, std::size_t __n) noexcept
    { return const_cast<_Tp&>(__t[__n]); }
};

上面两行的代码可以理解为下面:

typedef _Tp _Type[100];
typedef _Type _M_elems;  // 一个含有100个元素的数组。

在实际写代码的时候,如果要定义一个数组,我们可以这样写:

int a[100];
//或者
typedef int T[100];
typedef T a;

针对传进来的size处理,相比于tr1,更加复杂,使用了模板偏特化来处理传递size为0情况。

template<typename _Tp, std::size_t _Nm>
struct __array_traits
{
    typedef _Tp _Type[_Nm];

    static constexpr _Tp&
    _S_ref(const _Type& __t, std::size_t __n) noexcept
    { return const_cast<_Tp&>(__t[__n]); }
};

template<typename _Tp>
struct __array_traits<_Tp, 0>
{
    struct _Type { };

    static constexpr _Tp&
    _S_ref(const _Type&, std::size_t) noexcept
    { return *static_cast<_Tp*>(nullptr); }
};
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