内容简介：使用vector和string时需注意的问题
随着对STL的频繁使用和着迷，越发意识到更深层次理解STL的重要性。使用STL正确得到结果是一回事，而高效地使用STL得到结果又是另一回事。因此，拿起了Scott Meyers大神的《Effective STL》，结合自己平时遇到的问题，作一些总结和记录。
使用reserve避免不必要的重新分配
我们知道，STL容器最大的进步之一是它们会自动增长以便容纳下所放入的数据，只要没有超出它们的最大限制（可以使用max_size()成员函数查看）就可以。vector和string的增长过程是：
（1）分配一块大小为当前容量的某个倍数的新内存，在大多数实现中，vector和string的容量每次以2的倍数增长，即每当容器需要扩张时，它们的容量即加倍。
（2）把容器的所有元素从旧的内存复制到新的内存中。
（3）析构掉旧内存中的对象。
（4）释放旧内存。
可以看出，这个过程会非常耗时。因此，可以使用reserve成员函数来讲重新分配的次数减少到最低限度，从而避免了重新分配和迭代器/引用失效带来的开销。
因此，当一个元素需要被插入而容器的容量不够时，就会发生重新分配过程。比如：创建一个1到1000之间的vector
vector<int> ivec;
for(int i=1;i<=1000;i++)
ivec.push_back(i);
对于大多数STL实现，该循环在进行过程中将导致2到10次重新分配。而如果改用reserve。
vector<int> v;
v.reserve(1000);
for(int i=1;i<=1000;++i)
v.push_back(i);
那么，在循环过程中，将不会再发生重新分配。
所以，当能确切知道或大致预计容器中最终会有多少元素时，使用reserve。如果不知道，可以先预留足够大的空间，然后，当所有数据都加入以后，再去除多余的容量。
把vector和string数据传递给旧的C API
在使用C/C++时，我们发现很多时候还有旧的C API的身影，它们使用数组和char*指针而不是vector或string对象来进行数据交换。因此，在使用STL时，也必须处理好与旧的C API之间的关系。
比如，有一个vector v，而需要得到一个指向v中数据的指针，从而可把v中的数据作为数组来对待，那么只需要使用&v[0]就可以了。而对于string s,对应的形式是s.c_str()。
所以，对于给定的C API：
void doSomething(const int* pInts, size_t numInts);
可以这样使用：
if(!v.empty()){
doSomething(&v[0], v.size());
}
请注意，不要使用v.begin()来代替&v[0]，因为begin的返回值是一个迭代器，不是指针；当需要一个指向vector中的数据的指针时，永远不应该使用begin()。（可以使用&*v.begin()）
但是，上述方法对string却是不可靠的。原因如下：
（1）string中的数据不一定存储在连续的内存中；
（2）string的内部表示不一定是以空字符结尾的。
所以，对于给定的C API：
void doSomething(const char* pString)
可以这样使用：
doSomething(s.c_str())
避免使用vector
有两点问题。首先，它不是一个STL容器。其次，它并不存储bool。除此之外，一切正常。
中的一个T对象，那么可以通过取它的地址得到一个指向该对象的指针。
因此，如果vector
vector<bool> v; bool *p = &v[0];
使用了与位域一样的思想，来表示它所存储的那些bool；实际上它只是假装存储了这些bool。
位域与bool相似，它只能表示两个可能的值，但是在bool与看似bool的位域之间有一个重要的区别：可以创建一个指向bool的指针，而指向单个位的指针则是不允许的。
::operator[]需要返回一个指向单个位的引用，而这样的引用却不存在。
的时候，应该使用什么呢？
中的数据传递给一个期望bool数组的C API。
第二种方案时bitset。bitset不是STL容器，但它是标准C++库的一部分。与STL容器不同的是，它的大小（即元素的个数）在编译时就确定了，所以它不支持插入和删除元素。而且，它不支持迭代器。但是，与vector
string实现的多样性
几乎每个string实现都包含如下信息：
（1）字符串的大小，即所包含的字符的个数。
（2）用于存储该字符串中字符的内存的容量。
（3）字符串的值。
除此之外，一个string可能还包含：
（1）它的分配子的一份拷贝。
（2）对值的引用计数。
不同的string实现以不同的方式来组织这些信息。下面以4种不同的string实现方式来说明。它们来源于四种STL实现。
实现A
每个string对象包含其分配子的一份拷贝、该字符串的大小、它的容量以及一个指针，该指针指向一块动态分配的内存，其中包含了引用计数和字符串的值。
在该实现中，使用默认分配子的string对象是一个指针的4倍。若使用了自定义的分配子，则string对象会更大一些，多出的部分取决于分配子对象的大小。
实现B
在实现B中，string对象与指针大小相同，因为它只包含一个指向结构的指针。B的string所指向的对象中包含了该字符串的大小、容量和引用计数，以及一个指向动态分配的内存的指针，该内存中存放了字符串的值。
实现C
在实现C中，string对象的大小总是与指针的相同，该指针指向一块动态分配的内存，其中包含了与该字符串相关的一切数据：它的大小、容量、引用计数和值。
实现D
实现D的string对象是指针大小的7倍（仍然假定使用的是默认的分配子）。这一实现不使用引用计数，但是每个string对象内部包含一块内存，最大可容纳15个字符的字符串。因此，小的字符串可以完整地存放在string对象中，这通常被称为“小字符串优化”特性。而当一个string的容量超过15时，该内存的起始部分被当做一个指向一块动态分配的内存的指针，而该string的值就在这块内存中。
比较
（1）在以引用计数为基础的设计方案中，string对象之外的一切可以被多个string对象（如果它们有同样的值）。所以，实现A比实现B或C提供了较小的共享能力。尤其是，实现B和C可以共享string的大小和容量，从而减少每个对象存储这些数据的平均开销。
（2）创建一个新的字符串值可能需要零次、一次或两次动态分配。
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持 码农网
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