Александр Степанов - РУКОВОДСТВО ПО СТАНДАРТНОЙ БИБЛИОТЕКЕ ШАБЛОНОВ (STL) Страница 7

В следующих двух таблицах X - последовательный класс, a - значение X, i и j удовлетворяют требованиям итераторов ввода, [i, j) - допустимый диапазон, n - значение X::size_type, p - допустимый итератор для a, q - разыменовываемый итератор для a, [q1, q2) - допустимый диапазон в a, t - значение X::value_type.

Сложности выражений зависят от последовательностей.

Таблица 10. Требования последовательностей (в дополнение к контейнерам)

выражение возвращаемый тип утверждение/примечание состояние до/после X(n, t) X a(n, t); - после: size()==n. создаёт последовательность с n копиями t. X(i, j) X a(i, j); - после: size()==расстоянию между i и j. создаёт последовательность, равную диапазону [i, j). a.insert(p, t) iterator вставляет копию t перед p. возвращаемое значение указывает на вставленную копию. a.insert(p, n, t) результат не используется вставляет n копий t перед p. a.insert(p, i, j) результат не используется вставляет копии элементов из диапазона [i, j) перед p. a.erase(q) результат не используется удаляет элемент, указываемый q. a.erase(ql, q2) результат не используется удаляет элементы в диапазоне [ql, q2). 

vector (вектор), list (список) и deque (двусторонняя очередь) выдвигают программисту различные предложения сложности и должны использоваться соответственно. vectоr - тип последовательности, которая используется по умолчанию. list нужно использовать, когда имеются частые вставки и удаления из середины последовательности, deque - структура данных для выбора, когда большинство вставок и удалений происходит в начале или в конце последовательности.

Типы iterator и const_iterator для последовательностей должны быть, по крайней мере, из категории последовательных итераторов.

Таблица 11. Необязательные операции последовательностей

выражение возвращаемый тип семантика исполнения контейнер a.front() reference; const_reference для постоянного a *a.begin() vector, list, deque a.back() reference; const_reference для постоянного a *a.(--end()) vector, list, deque a.push_front(t) void a.insert(a.begin(), t) list, deque a.push_back(t) void a.insert(a.end(), t) vector, list, deque a.pop_front() void a.erase(a.begin()) list, deque a.pop_back() void a.erase(--a.end()) vector, list, deque a[n] reference; const_reference для постоянного a *(a.begin() + n) vector, deque

Все операции в расположенной выше таблице обеспечиваются только для контейнеров, для которых они занимают постоянное время.

Вектор (Vector)

vector - вид последовательности, которая поддерживает итераторы произвольного доступа. Кроме того, он поддерживает операции вставки и удаления в конце с постоянным (амортизированным) временем; вставка и удаление в середине занимают линейное время. Управление памятью обрабатывается автоматически, хотя для улучшения эффективности можно давать подсказки.

template ‹class T, template ‹class U› class Allocator = allocator›

class vector {

public:

 // определения типов (typedefs):

 typedef iterator;

 typedef const_iterator;

 typedef Allocator‹T›::pointer pointer;

 typedef Allocator‹T›::reference reference;

 typedef Allocator‹T›::const_reference const_reference;

 typedef size_type;

 typedef difference_type;

 typedef T value_type;

 typedef reverse_iterator;

 typedef const_reverse_iterator;

 // размещение/освобождение (allocation/deallocation):

 vector();

 vector(size_type n, const T& value = T());

 vector(const vector‹T, Allocator›& x);

 template ‹class InputIterator›

 vector(InputIterator first, InputIterator last);

 ~vector();

 vector‹T, Allocator›& operator=(const vector‹T, Allocator›& x);

 void reserve(size_type n);

 void swap(vector‹T, Allocator›& x);

 // средства доступа (accessors):

 iterator begin();

 const_iterator begin() const;

 iterator end();

 const_iterator end() const;

 reverse_iterator rbegin();

 const_reverse_iterator rbegin();

 reverse_iterator rend();

 const_reverse_iterator rend();

 size_type size() const;

 size_type max_size() const;

 size_type capacity() const;

 bool empty() const;

 reference operator[](size_type n);

 const_reference operator[](size_type n) const;

 reference front();

 const_reference front() const;

 reference back();

 const_reference back() const;

 // вставка/стирание (insert/irase):

 void push_back(const T& x);

 iterator insert(iterator position, const T& x = T());

 void insert(iterator position, size_type n, const T& x);

 template ‹class InputIterator›

 void insert(iterator position, InputIterator first, InputIterator last);

 void pop_back();

 void erase(iterator position);

 void erase(iterator first, iterator last);

};

template ‹class T, class Allocator›

bool operator==(const vector‹T, Allocator›& x, const vector‹T, Allocator›& y);

template ‹class T, class Allocator›

bool operator‹(const vector‹T, Allocator›& x, const vector‹T, Allocator›& y);

iterator - это итератор произвольного доступа, ссылающийся на T. Точный тип зависит от исполнения и определяется в Allocator.

const_iterator - это постоянный итератор произвольного доступа, ссылающийся на const T. Точный тип зависит от исполнения и определяется в Allocator. Гарантируется, что имеется конструктор для const_iterator из iterator.

size_type - беззнаковый целочисленный тип. Точный тип зависит от исполнения и определяется в Allocator.

difference_type - знаковый целочисленный тип. Точный тип зависит от исполнения и определяется в Allocator.

Конструктор template ‹class InputIterator› vector(InputIterator first, InputIterator last) делает только N вызовов конструктора копирования T (где N - расстояние между first и last) и никаких перераспределений, если итераторы first и last относятся к последовательной, двунаправленной или произвольного доступа категориям. Он делает, самое большее, 2N вызовов конструктора копирования T и logN перераспределений, если они - только итераторы ввода, так как невозможно определить расстояние между first и last и затем сделать копирование.

Функция-член capasity (ёмкость) возвращает размер распределённой памяти в векторе. Функция-член reserve - директива, которая сообщает vector (вектору) запланированноe изменение размера, так чтобы он мог соответственно управлять распределением памяти. Это не изменяет размер последовательности и занимает, самое большее, линейное время от размера последовательности. Перераспределение в этом случае происходит тогда и только тогда, когда текущая ёмкость меньше, чем параметр reserve. После reserve ёмкость (capasity) больше или равна параметру reserve, если происходит перераспределение; а иначе равна предыдущему значению capasity. Перераспределение делает недействительными все ссылки, указатели и итераторы, ссылающиеся на элементы в последовательности. Гарантируется, что нет никакого перераспределения во время вставок, которые происходят после того, как reserve выполняется, до времени, когда размер вектора достигает размера, указанного reserve.

insert (вставка) вызывает перераспределение, если новый размер больше, чем старая ёмкость. Если никакого перераспределения не происходит, все итераторы и ссылки перед точкой вставки остаются справедливыми. Вставка единственного элемента в вектор линейна относительно расстояния от точки вставки до конца вектора. Амортизированная сложность во время жизни вектора, вставляющего единственный элемент в свой конец, постоянна. Вставка множественных элементов в вектор с единственным вызовом вставляющей функции-члена линейна относительно суммы числа элементов плюс расстояние до конца вектора. Другими словами, намного быстрее вставить много элементов в середину вектора сразу, чем делать вставку по одному элементу. Шаблонная вставляющая функция-член предраспределяет достаточно памяти для вставки, если итераторы first и last относятся к последовательной, двунаправленной или произвольного доступа категориям. Иначе функция вставляет элементы один за другим и не должна использоваться для вставки в середину векторов.