【STL源码剖析】总结笔记（5）：认识迭代器的好帮手--list

       在深入探讨STL中的`list`容器之前，我们先简要回顾了`vector`的特性以及分配器（`allocator`）的作用。接下来，我们将转向一个具有代表性的容器——`list`。之所以说其具有代表性，是gethostbyname 源码因为`list`利用非连续的空间存储元素，从而在空间利用上更为精确。学习`list`是掌握迭代器机制的第一步。

       “list”实质上是双向链表，它具有两个重要特性：前向指针和后向指针。在STL中，`list`节点的定义可能使用`_list_node*`（可能为了兼容性或设计规范）来指代节点结构，其中包含了指向下一个节点和上一个节点的指针。

       `list`的内部实现为一个环状的双向链表结构，通过一个指向虚拟尾节点的指针`node`来方便遍历。`begin()`和`end()`方法的实现依赖于这个`node`。此外，`empty()`、`size()`、`front()`（访问头节点内容）、`back()`（访问尾节点内容）等方法的实现相对直截了当。

       `list`的迭代器（`iterator`）设计得更为复杂，因为非连续的空间分配使得简单指针的操作无法直接使用。迭代器需要智能地追踪当前节点及其前后的节点，以便进行递增、递减和取值操作。这要求迭代器实现诸如`++`和`--`等操作符的重载，同时还需要定义至少1-5个`typedef`类型来支持迭代器的斗鱼源码怎么找基本行为。

       `++`操作符的重载遵循前置`++`和后置`++`的区别：前置`++`直接返回计算后的结果（即更新后的迭代器），而后置`++`返回迭代器的副本，避免了在C++中直接对整数进行两次后置`++`的操作，因为这会导致未定义的行为。`*`和`->`操作符用于访问当前节点的数据和成员，后者通过`*`操作符访问节点数据后再通过指针访问成员，确保了数据的安全访问。

       `list`的基本操作主要依赖于节点指针的移动和修改，如插入、删除等。这些操作通常需要考虑双向链表的特性以及虚拟尾节点的存在，以避免丢失数据或产生无效指针。例如，`transfer()`方法是一个关键功能，允许将一段连续范围的元素移动到链表中的特定位置，这是许多其他复杂操作的基础。

       在`list`中，`transfer()`方法实现了将`[first,last)`范围内的元素移动到指定位置的逻辑，通过调整节点的`next`和`prev`指针来完成移动，同时确保了数据的完整性。基于`transfer()`方法，其他高级操作也能够实现，尽管这些操作通常不直接暴露给用户，而是通过封装在`list`内部的实现来提供。

       学习`list`不仅有助于理解迭代器的设计原理，也为探索其他容器（如`vector`和`deque`）的实现提供了基础。在接下来的红宝书词汇源码内容中，我们将详细探讨迭代器的实现技巧，以及如何在实际编程中利用这些概念来优化代码。

STL源码剖析总结笔记（3）：vector初识

       vector是c++中常用且重要的容器之一。相较于固定大小的array，vector拥有动态分配内存的特性，允许它在使用过程中随着元素的增删而自行调整大小。这种动态性使得vector在处理不可预知数据量时更为便捷。

       内部结构上，vector使用了数组作为存储基础，并通过start, finish和end of storage三个迭代器进行访问和管理空间。其中，start和finish分别指向可用空间的首端和尾端，end of storage则指向内存块的末尾。在vector大小为字节（位系统下，一个指针占4字节）的情况下，其大小为3。因此，vector可以灵活地通过迭代器定位数据的大小与位置。

       内存管理机制是vector的精华之一。当空间耗尽时，vector会自动扩展为二倍的内存容量，以容纳新增元素。此过程涉及创建新空间，复制原有数据，然后释放旧空间，确保资源的有效利用。

       vector提供了丰富的花瓣手机版源码迭代器，遵循随机访问的行为，允许直接获取和修改数据，增强操作的效率。这些迭代器简化了对数据结构的遍历与修改操作。

       在添加与删除数据时，vector提供了pop_back(), erase, insert等高效方法。例如，pop_back()简单地删除尾部元素，erase允许清除一个范围内的数据，并通过复制来维持数据的连续性。insert操作根据具体需求进行数据的插入与调整，确保结构的完整性与数据的正确性。

       综上，vector以其灵活的内存管理和高效的数据操作，成为学习STL和掌握容器结构的理想选择。其清晰的内部机制和丰富的功能特性，为程序设计提供了强大的支持。

从源码理解vector赋值操作符的实现

       深入解析vector赋值操作符实现逻辑

       通过基准测试得知，vector赋值操作符具有最高效率。接下来，我们将从源代码角度探讨实现细节。

       先看测试代码，构建一个包含个元素的vector作为源数据，并声明目标vector，将源数据赋值给目标vector。

       STL源码中，非自复制情况，ryu源码怎么读首先拷贝内存分配器，然后调用内部函数assign。assign函数接收数据起始和终止指针作为参数，注意指针而非迭代器，这在后续文章中有详述。

       assign关键实现，计算源数据元素总数，通过两个指针减法得出，这一步骤对理解复制过程至关重要。

       distance函数实现，通过迭代器类型萃取判断vector是否支持随机访问，返回元素数量。此函数通过指针直接减法计算元素个数。

       了解容器容量概念，vector有size和capacity两个参数，分别表示当前元素数和最大容量。

       assign中，通过capacity比较源数据大小，若容量足够，则直接写入数据，否则需申请新内存。

       复制过程分两步：先记录复制后vector的size是否增长，然后将源数据范围内的元素复制至当前容器，最后根据size变化决定是否执行析构或构造操作。

       复制前后容器状态示意图，展示容器大小增长和不增长两种情况。

       疑惑点：在C语言中，数据直接拷贝无需对象概念，而在C++中，对象包含数据和行为，复制涉及构造和析构。

       C++对象生命周期管理，构造和析构遵循特定调用规则，复制操作需手动执行构造或析构以适应内存变化。

       当源数据小于容器容量时，直接复制；容量不足时，释放当前内存，申请新内存进行复制。

       vector复制过程细节繁多，设计复杂。后续文章将探讨其他复制方法，并横向对比性能差异。

STL源码剖析总结笔记（2）：容器（containers）概览

       容器作为STL的重要组成部分，其使用极大地提升了解决问题的效率。深入研究容器内部结构与实现方式，对提升编程技能至关重要。本文将对容器进行概览，分为序列式容器、关联式容器与无序容器三大类。

       容器大致分为序列式容器、关联式容器和无序容器。其中序列式容器侧重于顺序存储，关联式容器则强调元素间的键值关系，而无序容器可以看作关联式容器的一种。

       容器之间的关系可以归纳为：序列式容器为基层，关联式容器则在基层基础上构建了更复杂的数据结构。例如，heap和priority容器以vector作为底层支持，而set和map则采用红黑树作为基础数据结构。此外，还存在一些非标准容器，如slist和以hash开头的容器。在C++ 中，slist更名为了forward-list，而hash开头的容器改名为了unordered开头。

       在容器的实现中，sizeof()函数可能揭示容器的内部大小对比。需要注意的是，尽管在GNU 4.9版本中，一些容器的设计变得复杂，采用了较多的继承结构，但实际上，这些设计在功能上并未带来太大差异。

       熟悉容器的结构后，我们可以从vector入手，探索其内部实现细节。其他容器同样蕴含丰富的学习内容，如在list中，迭代器（iterators）的设计体现了编程的精妙之处；而在set和map中，红黑树的实现展现了数据结构的高效管理。

       本文对容器进行了概览，旨在提供一个全面的视角，后续将对vector、list、set、map等容器进行详细分析，揭示其背后的实现机制与设计原理。

从应用到源码理解STL反向迭代器

       在实际应用中，我们可能需要从序列容器（如vector）的尾部移除不满足特定条件的部分元素。这通常涉及从尾部开始的迭代操作。然而，容器成员函数erase不接受反向迭代器作为参数。因此，我们需要将反向迭代器转换为普通迭代器。先来看看STL迭代器的分类和转换关系。

       STL迭代器主要分为用途迭代器，它们之间存在转换关系，但不是所有迭代器类型都可以相互转换。转换关系需通过迭代器的构造函数定义，有些可以直接转换，有些则需调用特定方法。

       特别地，反向迭代器到普通迭代器的转换可以通过调用反向迭代器的base()方法实现。但初版代码存在缺陷，未能按预期将元素正确删除。通过跟踪代码并参考cpp reference文档，我们发现base()方法返回的迭代器实际上比预期位置靠后一个元素。

       为了修正这个问题，我们需要将通过base()方法得到的迭代器向前移动一个位置，以正确指向第一个符合移除条件的元素。修改代码后，可以确保元素按约定进行删除。

       在一般场景下，迭代器的使用主要涉及遍历访问和遍历修改元素值。对于删除和插入操作，可能需要将反向迭代器转换为普通迭代器。STL容器的erase和insert成员函数仅接受普通迭代器作为参数。

       在执行插入操作时，直接使用base()将反向迭代器转换为普通迭代器，并传入insert函数，其语义是一致的。而在删除操作中，直接使用base()转换后的迭代器可能无法正确执行，因为反向迭代器和普通迭代器在终止位置上的处理存在差异。为了修正此问题，需要手动调整，确保迭代器的有效性。

       对于反向迭代器，通过正确的反向迭代操作得到的迭代器，在不等于rend()返回的迭代器时，都是指向有效值的。因此，除了rend().base()-1操作可能导致问题外，其他转换通常都是安全的。

       讨论end()迭代器的前移操作时，需要考虑是否能够安全地访问容器的尾端元素。对于随机访问迭代器，如vector容器，end()返回的迭代器可以进行前移操作，但需确保移动操作的合法性。对于双向访问迭代器如list，同样可以进行前移操作以访问尾端元素。

       结束讨论前，还需要确认iterator的-1操作是否对指向容器尾端元素的迭代器有效。在vector容器中，通过end成员函数返回的迭代器通过-1操作可以得到指向尾端元素的普通迭代器。对于list容器，其end成员函数返回的迭代器也支持前移操作。

       总结来说，支持向前移动操作的迭代器访问容器内元素的容器，其end成员函数通过前移操作可以得到一个指向容器尾端元素的迭代器。这符合双向迭代器的设定语义。通过反向迭代器的原理，我们也能验证end()函数返回的迭代器可以进行反向移动。