IT数码 购物 网址 头条 软件 日历 阅读 图书馆
TxT小说阅读器
↓语音阅读,小说下载,古典文学↓
图片批量下载器
↓批量下载图片,美女图库↓
图片自动播放器
↓图片自动播放器↓
一键清除垃圾
↓轻轻一点,清除系统垃圾↓
开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库 人工智能 区块链 大数据 移动开发 嵌入式 开发工具 数据结构与算法 开发测试 游戏开发 网络协议 系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑 笔记本 显卡 显示器 固态硬盘 硬盘 耳机 手机 iphone vivo oppo 小米 华为 单反 装机 图拉丁
 
   -> C++知识库 -> 【游戏编程扯淡精粹】TinySTL源码阅读 -> 正文阅读

[C++知识库]【游戏编程扯淡精粹】TinySTL源码阅读

【游戏编程扯淡精粹】TinySTL源码阅读

实际看了,会发现也并没有很难,比起阅读《C++标准库》这样的砖头API书籍,要更为容易和高效

学习目标

  • 掌握一种STL实现
  • 了解C++模板编程

学习路线

从单元测试开始看起

进度清单

  • pair:100%
  • algorithm:20%
  • vector:100%
  • string:100%
  • priority_queue:100%
  • suffix_array:100%
  • queue:100%
  • stack:100%
  • bitmap:100%
  • circular_buffer:100%
  • deque:100%
  • list:100%
  • binary_search_tree:100%
  • avl_tree:100%
  • unordered_set:100%
  • directed_graph:100%
  • trie tree:100%
  • unique_ptr:100%
  • shared_ptr:100%
  • Disjoint-set data structure:100%

编译问题

TinySTL\Detail\Vector.impl.h(55): error C2572: ‘TinySTL::vector<T,Alloc>::resize’: redefinition of default argument: parameter 1

默认参数只能定义一次,这里是一个模板函数拆分了声明和实现,在实现处也加了默认参数

iostream问题

没有include <iostream>,self-contained问题

测试方法

STL也有的容器,和TinySTL做相同的操作,然后比较容器相等即可

pair

test case

  • ctor
  • copy ctor
  • make_pair
  • cmp
  • swap

container_equal

有点鸭子类型的味道

template<class Container1, class Container2>
static inline bool container_equal(const Container1 &pair1, const Container2 &pair2) {
    return (pair1.first == pair2.first && pair1.second == pair2.second);
}

template alias

为模板起别名

template<typename T>
using stdPair = std::pair<T, T>;
template<typename T>
using tsPair = TinySTL::pair<T, T>;

...
stdPair<int> p1(5, 5);
tsPair<int> p2(5, 5);

swap

swap T,是指两个T互换数据,不是first和second互换

这是一个类型递归概念,每个类型都需要实现swap语义

具体代码没什么难的

template<class T>
void swap(T &a, T &b) {
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

template<class T1, class T2>
struct pair {
    void swap(pair &pr);
    
    template<class T1, class T2>
    friend void swap(pair<T1, T2> &x, pair<T1, T2> &y);
}

template<class T1, class T2>
void pair<T1, T2>::swap(pair<T1, T2> &pr) {
    TinySTL::swap(first, pr.first);
    TinySTL::swap(second, pr.second);
}

template<class T1, class T2>
void swap(pair<T1, T2> &x, pair<T1, T2> &y) {
    x.swap(y);
}

...
foo.swap(bar);

ctor

TODO EASTL比这复杂得多,move

template<class T1, class T2>
struct pair {
public:
    typedef T1 first_type;
    typedef T2 second_type;
public:
    T1 first;
    T2 second;
public:
    pair() {}

    template<class U, class V>
    pair(const pair<U, V> &pr);

    pair(const first_type &a, const second_type &b);

    pair &operator=(const pair &pr);
}

cmp operator

重载比较运算符,运算符被标记为friend,可以访问private成员

template<class T1, class T2>
struct pair {
public:
    template<class T1, class T2>
    friend bool operator==(const pair<T1, T2> &lhs, const pair<T1, T2> &rhs);

    template<class T1, class T2>
    friend bool operator!=(const pair<T1, T2> &lhs, const pair<T1, T2> &rhs);

    template<class T1, class T2>
    friend bool operator<(const pair<T1, T2> &lhs, const pair<T1, T2> &rhs);

    template<class T1, class T2>
    friend bool operator<=(const pair<T1, T2> &lhs, const pair<T1, T2> &rhs);

    template<class T1, class T2>
    friend bool operator>(const pair<T1, T2> &lhs, const pair<T1, T2> &rhs);

    template<class T1, class T2>
    friend bool operator>=(const pair<T1, T2> &lhs, const pair<T1, T2> &rhs);

    template<class T1, class T2>
    friend void swap(pair<T1, T2> &x, pair<T1, T2> &y);
};

...
assert(!(foo == bar));
assert(foo != bar);
assert(foo < bar);
assert(!(foo > bar));
assert(foo <= bar);
assert(!(foo >= bar));

make_pair

在ctor上套了一层

vector

test case

  • ctor
  • push_back
  • iterator
  • reverse_iterator
  • resize
  • reserve
  • front
  • data
  • swap
  • pop_back
  • insert
  • erase

ctor

存储三个指针

EASTL的构造会写的比较晦涩,重点关注内存分配,分离new的malloc和调用ctor两个操作

template<class T, class Alloc = allocator<T>>
class vector{
private:
    T *start_;
    T *finish_;
    T *endOfStorage_;

    typedef Alloc dataAllocator;
public:
    typedef T									value_type;
    typedef T*							iterator;
    //typedef const iterator					const_iterator;
    typedef const T*							const_iterator;
    typedef reverse_iterator_t<T*>				reverse_iterator;
    typedef reverse_iterator_t<const T*>				const_reverse_iterator;
    typedef iterator							pointer;
    typedef T&									reference;
    typedef const T&							const_reference;
    typedef size_t								size_type;
    typedef ptrdiff_t	difference_type;
public:
    //构造,复制,析构相关函数
    vector()
        :start_(0), finish_(0), endOfStorage_(0){}
    explicit vector(const size_type n);
    vector(const size_type n, const value_type& value);
    template<class InputIterator>
    vector(InputIterator first, InputIterator last);
    vector(const vector& v);
    vector(vector&& v);
    vector& operator = (const vector& v);
    vector& operator = (vector&& v);
    ~vector();
}
  • dector,析构每个item,一起释放内存
  • 传入n,T()调用默认构造函数
  • 传入n和v,调用v的拷贝构造
  • 拷贝构造,调用每个item的拷贝构造
  • 移动构造,将v对items所有权转交
  • 迭代器范围构造,调用每个item的拷贝构造
template<class T, class Alloc>
vector<T, Alloc>::~vector(){
    destroyAndDeallocateAll();
}
template<class T, class Alloc>
vector<T, Alloc>::vector(const size_type n){
    allocateAndFillN(n, value_type());
}
template<class T, class Alloc>
vector<T, Alloc>::vector(const size_type n, const value_type& value){
    allocateAndFillN(n, value);
}
template<class T, class Alloc>
template<class InputIterator>
vector<T, Alloc>::vector(InputIterator first, InputIterator last){
    //处理指针和数字间的区别的函数
    vector_aux(first, last, typename std::is_integral<InputIterator>::type());
}
template<class T, class Alloc>
vector<T, Alloc>::vector(const vector& v){
    allocateAndCopy(v.start_, v.finish_);
}
template<class T, class Alloc>
vector<T, Alloc>::vector(vector&& v){
    start_ = v.start_;
    finish_ = v.finish_;
    endOfStorage_ = v.endOfStorage_;
    v.start_ = v.finish_ = v.endOfStorage_ = 0;
}
template<class T, class Alloc>
vector<T, Alloc>& vector<T, Alloc>::operator = (const vector& v){
    if (this != &v){
        allocateAndCopy(v.start_, v.finish_);
    }
    return *this;
}
template<class T, class Alloc>
vector<T, Alloc>& vector<T, Alloc>::operator = (vector&& v){
    if (this != &v){
        destroyAndDeallocateAll();
        start_ = v.start_;
        finish_ = v.finish_;
        endOfStorage_ = v.endOfStorage_;
        v.start_ = v.finish_ = v.endOfStorage_ = 0;
    }
    return *this;
}

tsVec<int> temp2(10, 0);

填充temp2,10个0

堆栈如下,跑了一些模板type_traits,关键是先用Alloc分配内存,然后*first = value;调用拷贝构造

template<class T, class Alloc>
void vector<T, Alloc>::allocateAndFillN(const size_type n, const value_type& value){
    start_ = dataAllocator::allocate(n);
    TinySTL::uninitialized_fill_n(start_, n, value);
    finish_ = endOfStorage_ = start_ + n;
}

template<class ForwardIterator, class Size, class T>
inline ForwardIterator uninitialized_fill_n(ForwardIterator first,
    Size n, const T& x){
    typedef typename _type_traits<T>::is_POD_type isPODType;
    return _uninitialized_fill_n_aux(first, n, x, isPODType());
}

template<class ForwardIterator, class Size, class T>
ForwardIterator _uninitialized_fill_n_aux(ForwardIterator first,
    Size n, const T& x, _true_type){
    return fill_n(first, n, x);
}

template<class OutputIterator, class Size, class T>
OutputIterator fill_n(OutputIterator first, Size n, const T& value)
{
    for (; n > 0; --n, ++first)
        *first = value;
    return first;
}

tsVec<std::string> v2(10, "zxh");

同样的接口,string不是POD,走placement_new

这里封装了一下placement_new,更加清晰

template<class ForwardIterator, class Size, class T>
ForwardIterator _uninitialized_fill_n_aux(ForwardIterator first,
    Size n, const T& x, _false_type){
    int i = 0;
    for (; i != n; ++i){
        construct((T*)(first + i), x);
    }
    return (first + i);
}

封装new和delete,以及array版本,所以是四个函数

template<class T1, class T2>
inline void construct(T1 *ptr1, const T2& value){
    new(ptr1) T1(value);
}

template<class T>
inline void destroy(T *ptr){
    ptr->~T();
}

template<class ForwardIterator>
inline void _destroy(ForwardIterator first, ForwardIterator last, _true_type){}

template<class ForwardIterator>
inline void _destroy(ForwardIterator first, ForwardIterator last, _false_type){
    for (; first != last; ++first){
        destroy(&*first);
    }
}

template<class ForwardIterator>
inline void destroy(ForwardIterator first, ForwardIterator last){
    typedef typename _type_traits<ForwardIterator>::is_POD_type is_POD_type;
    _destroy(first, last, is_POD_type());
}

tsVec<std::string> v6(std::begin(arr), std::end(arr));

可以理解为拷贝一个容器的一部分

NOTE InputIterator要区分一下是否是指针,和函数resolve有关

template<class T, class Alloc>
template<class InputIterator>
vector<T, Alloc>::vector(InputIterator first, InputIterator last){
    //处理指针和数字间的区别的函数
    vector_aux(first, last, typename std::is_integral<InputIterator>::type());
}

template<class T, class Alloc>
template<class InputIterator>
void vector<T, Alloc>::allocateAndCopy(InputIterator first, InputIterator last){
    start_ = dataAllocator::allocate(last - first);
    finish_ = TinySTL::uninitialized_copy(first, last, start_);
    endOfStorage_ = finish_;
}

auto v3(std::move(temp1));

template<class T, class Alloc>
vector<T, Alloc>::vector(vector&& v){
    start_ = v.start_;
    finish_ = v.finish_;
    endOfStorage_ = v.endOfStorage_;
    v.start_ = v.finish_ = v.endOfStorage_ = 0;
}

push_back

template<class T, class Alloc>
void vector<T, Alloc>::push_back(const value_type& value){
    insert(end(), value);
}

insert

在索引n处插入若干item

分两步:

  1. 在n处切一刀,把右半部分往右挪,挖个洞出来
  2. 在洞里填充插入的item

第一步可能触发扩容,直接重新分配一大块内存依次填充数据

? 这里怎么是placement new,应该是拷贝构造

template<class T, class Alloc>
template<class Integer>
void vector<T, Alloc>::insert_aux(iterator position, Integer n, const value_type& value, std::true_type){
    assert(n != 0);
    difference_type locationLeft = endOfStorage_ - finish_; // the size of left storage
    difference_type locationNeed = n;

    if (locationLeft >= locationNeed){
        auto tempPtr = end() - 1;
        for (; tempPtr - position >= 0; --tempPtr){//move the [position, finish_) back
            //*(tempPtr + locationNeed) = *tempPtr;//bug
            construct(tempPtr + locationNeed, *tempPtr);
        }
        TinySTL::uninitialized_fill_n(position, n, value);
        finish_ += locationNeed;
    }
    else{
        reallocateAndFillN(position, n, value);
    }
}

erase

insert的逆向操作,但是不会触发扩容

直接调用拷贝构造,T自己去处理相关释放

template<class T, class Alloc>
typename vector<T, Alloc>::iterator vector<T, Alloc>::erase(iterator first, iterator last){
    //尾部残留对象数
    difference_type lenOfTail = end() - last;
    //删去的对象数目
    difference_type lenOfRemoved = last - first;
    finish_ = finish_ - lenOfRemoved;
    for (; lenOfTail != 0; --lenOfTail){
        auto temp = (last - lenOfRemoved);
        *temp = *(last++);
    }
    return (first);
}

iterator

简单的指针。。

typedef T									value_type;
typedef T*							iterator;
//typedef const iterator					const_iterator;
typedef const T*							const_iterator;
typedef reverse_iterator_t<T*>				reverse_iterator;
typedef reverse_iterator_t<const T*>				const_reverse_iterator;

//迭代器相关
iterator begin(){ return (start_); }
const_iterator begin()const{ return (start_); }
const_iterator cbegin()const{ return (start_); }
iterator end(){ return (finish_); }
const_iterator end()const{ return (finish_); }
const_iterator cend()const{ return (finish_); }
reverse_iterator rbegin(){ return reverse_iterator(finish_); }
const_reverse_iterator crbegin()const{ return const_reverse_iterator(finish_); }
reverse_iterator rend(){ return reverse_iterator(start_); }
const_reverse_iterator crend()const{ return const_reverse_iterator(start_); }

resize

//与容量相关
difference_type size()const{ return finish_ - start_; }
difference_type capacity()const{ return endOfStorage_ - start_; }
bool empty()const{ return start_ == finish_; }
void resize(size_type n, value_type val = value_type());
void reserve(size_type n);
void shrink_to_fit();

vector维护了三个指针,将n与size和capacity进行比较,分三种情况讨论:

  1. n < size,析构多余元素
  2. size < n < capacity,构造若干item到n个
  3. n > capacity,拷贝并指向到新的一块n大小的内存上,释放掉原有内存 // 最耗的扩容操作

reserve就是扩容,略

template<class T, class Alloc>
void vector<T, Alloc>::resize(size_type n, value_type val){
    if (n < size()){
        dataAllocator::destroy(start_ + n, finish_);
        finish_ = start_ + n;
    }
    else if (n > size() && n <= capacity()){
        auto lengthOfInsert = n - size();
        finish_ = TinySTL::uninitialized_fill_n(finish_, lengthOfInsert, val);
    }
    else if (n > capacity()){
        auto lengthOfInsert = n - size();
        T *newStart = dataAllocator::allocate(getNewCapacity(lengthOfInsert));
        T *newFinish = TinySTL::uninitialized_copy(begin(), end(), newStart);
        newFinish = TinySTL::uninitialized_fill_n(newFinish, lengthOfInsert, val);

        destroyAndDeallocateAll();
        start_ = newStart;
        finish_ = newFinish;
        endOfStorage_ = start_ + n;
    }
}
template<class T, class Alloc>
void vector<T, Alloc>::reserve(size_type n){
    if (n <= capacity())
        return;
    T *newStart = dataAllocator::allocate(n);
    T *newFinish = TinySTL::uninitialized_copy(begin(), end(), newStart);
    destroyAndDeallocateAll();

    start_ = newStart;
    finish_ = newFinish;
    endOfStorage_ = start_ + n;
}

string

  • 当作vector<char>,维护三个指针
  • npos,size_t最大值,用-1初始化,索引默认值

这块还是看其他库把

class string{
public:
    //npos is a static member constant value with the greatest possible value for an element of type size_t.
    static const size_t npos = -1;
private:
    char *start_;
    char *finish_;
    char *endOfStorage_;

    typedef TinySTL::allocator<char> dataAllocator;
public:
    string() :start_(0), finish_(0), endOfStorage_(0){}
    string(const string& str);
    string(string&& str);
    string(const string& str, size_t pos, size_t len = npos);
    string(const char* s);
    string(const char* s, size_t n);
    string(size_t n, char c);
    template <class InputIterator>
    string(InputIterator first, InputIterator last);

    string& operator= (const string& str);
    string& operator= (string&& str);
    string& operator= (const char* s);
    string& operator= (char c);

    ~string();
}
  C++知识库 最新文章
【C++】友元、嵌套类、异常、RTTI、类型转换
通讯录的思路与实现(C语言)
C++PrimerPlus 第七章 函数-C++的编程模块(
Problem C: 算法9-9~9-12:平衡二叉树的基本
MSVC C++ UTF-8编程
C++进阶 多态原理
简单string类c++实现
我的年度总结
【C语言】以深厚地基筑伟岸高楼-基础篇(六
c语言常见错误合集
上一篇文章      下一篇文章      查看所有文章
加:2022-02-03 01:01:01  更:2022-02-03 01:03:09 
 
开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库 人工智能 区块链 大数据 移动开发 嵌入式 开发工具 数据结构与算法 开发测试 游戏开发 网络协议 系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑 笔记本 显卡 显示器 固态硬盘 硬盘 耳机 手机 iphone vivo oppo 小米 华为 单反 装机 图拉丁

360图书馆 购物 三丰科技 阅读网 日历 万年历 2024年11日历 -2024/11/24 8:29:24-

图片自动播放器
↓图片自动播放器↓
TxT小说阅读器
↓语音阅读,小说下载,古典文学↓
一键清除垃圾
↓轻轻一点,清除系统垃圾↓
图片批量下载器
↓批量下载图片,美女图库↓
  网站联系: qq:121756557 email:121756557@qq.com  IT数码