Эффективное использование STL

Как объясняется в совете 33, факт перезаписи некоторых удаляемых значений имеет важные последствия в том случае, если эти значения являются указателями. Но в контексте данного совета достаточно понимать, что remove не удаляет элементы из контейнера, поскольку в принципе не может этого сделать. Элементы могут удаляться лишь функциями контейнера, отсюда следует и главное правило настоящего совета: чтобы удалить элементы из контейнера, вызовите erase после remove.

Элементы, подлежащие фактическому удалению, определить нетрудно — это все элементы исходного интервала, начиная с нового «логического конца» интервала и завершая его «физическим» концом. Чтобы уничтожить все эти элементы, достаточно вызвать интервальную форму erase (см. совет 5) и передать ей эти два итератора. Поскольку сам алгоритм remove возвращает итератор для нового логического конца массива, задача решается прямолинейно:

vector<int> v;//См. ранее
v.erase(remove(v.begin().v.end(),99),v.end()); // Фактическое удаление
// элементов со значением 99 cout << v.size():
// Теперь выводится 7

Передача в первом аргументе интервальной формы erase возвращаемого значения remove используется так часто, что рассматривается как стандартная конструкция. Remove и erase настолько тесно связаны, что они были объединены в функцию remove контейнера list. Это единственная функция STL с именем remove, которая производит фактическое удаление элементов из контейнера:

list<int> li;// Создать список
// Заполнить данными
li.remove(99);// Удалить все элементы со значением 99.
// Команда производит фактическое удаление
// элементов из контейнера, поэтому размер li
// может измениться

Честно говоря, выбор имени remove в данном случае выглядит непоследовательно. В ассоциативных контейнерах аналогичная функция называется erase, поэтому в контейнере list функцию remove тоже следовало назвать erase. Впрочем, этого не произошло, поэтому остается лишь смириться. Мир, в котором мы живем, не идеален, но другого все равно нет. Как упоминается в совете 44, для контейнеров list вызов функции remove более эффективен, чем применение идиомы erase/remove.

Как только вы поймете, что алгоритм remove не может «по-настоящему» удалять объекты из контейнера, применение его в сочетании с erase войдет в привычку. Не забывайте, что remove — не единственный алгоритм, к которому относится это замечание. Существуют два других remove-подобных алгоритма: remove_if и unique.

Сходство между remove и remove_if настолько прямолинейно, что я не буду на нем останавливаться, но алгоритм unique тоже похож на remove. Он предназначен для удаления смежных повторяющихся значений из интервала без доступа к контейнеру, содержащему элементы интервала. Следовательно, если вы хотите действительно удалить элементы из контейнера, вызов unique должен сопровождаться парным вызовом erase. В контейнере list также предусмотрена функция unique, производящая фактическое удаление смежных дубликатов. По эффективности она превосходит связку erase-unique.

Совет 33. Будьте внимательны при использовании remove-подобных алгоритмов с контейнерами указателей

Предположим, мы динамически создаем ряд объектов Widget и сохраняем полученные указатели в векторе:

class Widget {
public:
bool isCertified() const;	// Функция сертификации объектов Widget
vector<Widget*> v;	// Создать вектор и заполнить его указателями
v.push_back(new Widget);	// на динамически созданные объекты Widget

Поработав с v в течение некоторого времени, вы решаете избавиться от объектов Widget, не сертифицированных функцией Widget, поскольку они вам не нужны. С учетом рекомендаций, приведенных в совете 43 (по возможности использовать алгоритмы вместо циклов), и того, что говорилось в совете 32 о связи remove и erase, возникает естественное желание использовать идиому erase-remove, хотя в данном случае используется алгоритм remove_if:

v.erase(remove_if(v.begin(), v.end(),// Удалить указатели на объекты
	not1(mem_fun(&Widget::isCertified))). //Widget, непрошедшие 	v.end());// сертификацию.
// Информация о mem_fun
// приведена в совете 41.

Внезапно у вас возникает беспокойство по поводу вызова erase, поскольку вам смутно припоминается совет 7 — уничтожение указателя в контейнере не приводит к удалению объекта, на который он ссылается. Беспокойство вполне оправданное, но в этом случае оно запоздало. Вполне возможно, что к моменту вызова erase утечка ресурсов уже произошла. Прежде чем беспокоиться о вызове erase, стоит обратить внимание на remove_if.

Допустим, перед вызовом remove_if вектор v имеет следующий вид:

После вызова remove_if вектор выглядит примерно так (с итератором, возвращаемым при вызове remove_if):

Если подобное превращение кажется непонятным, обратитесь к совету 32, где подробно описано, что происходит при вызове remove (в данном случае — remove_if).

Причина утечки ресурсов очевидна. «Удаленные» указатели на объекты В и С были перезаписаны «оставшимися» указателями. На два объекта Widget не существует ни одного указателя, они никогда не будут удалены, а занимаемая ими память расходуется впустую.

После выполнения remove_if и erase ситуация выглядит следующим образом:

Здесь утечка ресурсов становится особенно очевидной, и к настоящему моменту вам должно быть ясно, почему алгоритмы remove и его аналоги (remove_if и unique) не рекомендуется вызывать для контейнеров, содержащих указатели на динамически выделенную память. Во многих случаях разумной альтернативой является алгоритм partition (см. совет 31).

Если без remove никак не обойтись, одно из решений проблемы заключается в освобождении указателей на несертифицированные объекты и присваивании им null перед применением идиомы erase-remove с последующим удалением из контейнера всех null-указателей:

void delAndNullifyUncertified(Widget*& pWidget) {
if(!pWidget()->isCertified()){	//Если объект *pWidget не сертифицирован,
	delete pWidget;	//удалить указатель
	pWidget=0;//и присвоить ему null
}
for_each(v.begin(),.v.end(),	// Удалить и обнулить  все указатели на
	delAndNullifyUncertified); // все указатели на объекты, не прошедшие
v.erase(remove(v.begin(),v.end(), // Удалить из v указатели null;
	static_cast<Widget*>(0)),  //0 преобразуется в указатель, чтобы  С++
	v.end());		//правильно определял тип третьего параметра

Приведенное решение предполагает, что вектор не содержит null-указателей, которые бы требовалось сохранить. В противном случае вам, вероятно, придется написать собственный цикл, который будет удалять указатели в процессе перебора. Удаление элементов из контейнера в процессе перебора связано с некоторыми тонкостями, поэтому перед реализацией этого решения желательно прочитать совет 9.

Если контейнер указателей заменяется контейнером умных указателей с подсчетом ссылок, то все трудности, связанные с remove, исчезают, а идиома erase-remove может использоваться непосредственно:

template<typename Т> class RCSP{..}; // RCSP = 'Reference Counting Smart Pointer'
typedef RCSP<Widget> RCSPW;	// RCSPW = 'RCSP to Widget'
vector<RCSPW> v;
v.push_back(RCSPW(new Widget)):
v. erase(remove_if(v.begin() .v.end(),
not1(mem_fun(&Widget::isCertified))).
v.end()):

Чтобы этот фрагмент работал, тип умного указателя (например, RCSP<Widget>) должен преобразовываться в соответствующий тип встроенного указателя (например Widget*). Дело в том, что контейнер содержит умные указатели, но вызываемая функция (например Widget:: isCertifed) работает только со встроенными указателями. Если автоматическое преобразование невозможно, компилятор выдаст сообщение об ошибке.