Главная » Хабрахабр » Основные понятия стандартной библиотеки С++

Основные понятия стандартной библиотеки С++

Данная статья определяет основные понятия стандартной библиотеки С++. Она приводится для того чтобы на неё ссылаться в дальнейшем.
Наибольшей частью стандартной библиотеки С++ является библиотека STL (Standard Template Library – Стандартная Библиотека Шаблонов). Библиотека STL содержит пять основных видов компонентов:

  • контейнер (container): управляет набором объектов в памяти.
  • итератор (iterator): обеспечивает для алгоритма средство доступа к содержимому контейнера.
  • алгоритм (algorithm): определяет вычислительную процедуру.
  • функциональный объект (function object): инкапсулирует функцию в объекте для использования другими компонентами.
  • адаптер (adaptor): адаптирует компонент для обеспечения различного интерфейса.


Все компоненты удовлетворяют ряду требований, поэтому хорошо согласуются друг с другом.

В нашем случае контейнеры есть стандартные структуры данных, такие как список (list), вектор (vector), словарь (map) и многие другие. Из определения контейнера следует, что любая пользовательская структура данных является контейнером. Доступ к элементам контейнера осуществляется через специальные объекты — итераторы (см. Формальные требования к контейнерам довольно обширны, но основным является правило доступа к элементам. Вы можете не знать, как располагаются элементы контейнера в памяти, однако вы точно знаете, что итераторы можно перебрать последовательно, и каждый из них предоставит доступ к элементу. ниже). Итератор, указывающий за последний элемент, можно получить при помощи метода iterator end(); контейнера. Итератор, указывающий на первый элемент, можно получить при помощи метода iterator begin(); контейнера. Пример объявления контейнера:
Другими словами, итераторы располагаются в полуинтервале (или полуотрезке), что можно формально записать как [begin, end).

struct a_container { struct an_iterator; an_iterator begin(); an_iterator end();
};

В ожидаемом стандарте С++20 предложено использовать структуру, инкапсулирующую полуинтервалы — ranges

В первых реализациях стандартной библиотеки С++ итератор реализовывался как указатель на элемент контейнера. Итератор — объект, предоставляющий доступ к элементам контейнера и позволяющий их перебирать. Итератор является свойством контейнера. Ниже объявление контейнера с итератором.
В современных реализациях это класс, инкапсулирующий указатель на объект контейнера.
Основные требования к итераторам — наличие операторов разыменования и инкремента.

template<typename TYPE>
struct a_container ; an_iterator begin(); an_iterator end();
};

Я не могу дать лучшего определения алгоритма чем стандартное: алгоритмом называется последовательность действий, приводящая за конечное число шагов к необходимому результату.
В случае STL, алгоритмы реализуются шаблонными функциями, которые в качестве входных параметров принимают полуинтервалы итераторов. Общая сигнатура данных алгоритмов описывается следующим образом:

template<typename ITERATOR, typename RESULT>
RESULT an_algorithm(ITERATOR first, ITERATOR last, ...);

В объявлении класса можно переопределить оператор (). Если этот оператор в классе переопределен, то объекты этого класса получают свойства функций (их можно использовать как функции). Такие объекты называются функциональными или функторами. Функторы удобно использовать, когда функция должна обладать «памятью», а также, как замена указателей на функции.

Начиная со стандарта С++11 существует возможность краткой записи функторов — лямбда-функции.

Каких-либо специальных требований к функторам нет. Разве что иногда может требоваться наследование от функтора function (до стандарта С++11 — unary_function или binary_function). Небольшой пример реализации функтора:

template<typename TYPE>
struct plus{ TYPE operator ()(const TYPE& p1, const TYPE& p2) const{ return p1 + p2; }
};

Также STL предлагает ряд классов и функций (фукнторов), которые преобразуют интерфейс к нужному. В частности, есть адаптер stack, который на основе контейнеров реализует, соответственно, стэк. В качестве примера можно рассмотреть адаптер бинарной функции к унарной (на данный момент эта функция объявлена в стандарте С++ устаревшей):

template<typename BIDIRECTIONAL_FUNCTION, typename TYPE>
class bind1st { BIDIRECTIONAL_FUNCTION _bf; TYPE _first;
public: bind1st(BIDIRECTIONAL_FUNCTION bf, TYPE first): _bf(bf), _first(first) {} TYPE operator()(const TYPE& p) const { return _bf(_first, p); }
};

Для самостоятельного чтения:

  1. Драфт стандарта С++20 на гитхабе, — https://github.com/cplusplus/draft
  2. C++ Reference, — https://en.cppreference.com/w/cpp
  3. Разработка приложений на С++, — https://sweethome.gitbook.io/advanced-cpp/
  4. Range-v3, предложение для стандарта, — https://ericniebler.github.io/range-v3/

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

WebAssembly в продакшне и «минное поле» Smart TV: интервью с Андреем Нагих

Разработка приложений под Smart TV — тоже «нетипичный JavaScript», когда все слышали о чём-то, но немногие лично пробовали. Интерес к WebAssembly велик, но пока что нечасто встретишь людей, использующих эту технологию в рабочем проекте. TV, а в последние месяцы так ...

[Перевод] Ethereum планирует стать на 99% экономичней

Криптовалюта скоро сядет на энергетическую диету, чтобы конкурировать с более эффективными блокчейнами На фоне ажиотажа вокруг Биткоина его «младший брат» Ethereum отошел в тень. Но проект с рыночной капитализацией около 10 млрд долларов вряд ли можно считать незаметным. И объемы ...