Эффективное использование STL

Что касается конструктора, получающего только распределитель памяти, — пожалуйста, не используйте его; он слишком часто приводит к появлению однотипных контейнеров с неэквивалентными распределителями памяти. Как правило, такая ситуация крайне нежелательна (более подробные объяснения приведены в совете 11).

Рассмотрим пример более сложной диагностики. Предположим, вы реализуете программу для работы с электронной почтой, которая позволяет ссылаться на адресатов не только по адресам, но и по синонимам — скажем, адресу президента США ([email protected]) ставится в соответствие синоним «The Big Cheese». В такой программе может использоваться ассоциативный контейнер для отображения синонимов на адреса электронной почты и функция showEmailAddress, которая возвращает адрес для заданного синонима:

class NiftyEmailProgram {
private:
	typedef map<string,string>  NicknameMap;
	NicknameMap ncknames;
public:
	void showEmai1Address(const string& nickname) const;
};

В реализации showEmailAddress потребуется найти адрес электронной почты, ассоциированный с заданным синонимом. Для этого может быть предложен следующий вариант:

void NiftyEmail Program::showEmailAddress(const string& nickname) const
 {
	NicknameMap::iterator =nicknames.find(nickname);
	if (i !=ncknames.end ())...
};

Компилятору такое решение не понравится. На то есть веская, но не очевидная причина. Чтобы помочь вам разобраться в происходящем, одна из платформ STL услужливо выдает следующее сообщение:

example.cpp(17):error С2440:'initializing': cannot convert from 'class std::_Tree<class std::basic_string<char.struct std::char_traits<char>,class std::allocator<char> >,struct std::pair<class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>.class std::allocator<char> > const.class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>.class std::allocator<char> > >.struct std::map<class std::basic_string<char.struct std::char_traits<char>,class std::allocator<char> >,class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>.class std::allocator<char> >,struct std::less<class std::basc_string<char.struct std::char_traits<char>.class std::allocator<char> > >,class std::allocator<class std::basc_string<char,struct std::char_traits<char>,class std::allocator<char> > > >::_Kfn.struct std::less<class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>,class std::allocator<char> > >,class std::allocator<class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>,class std::allocator<char> > > >::const_iterator' to 'class std::_Tree<class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>,class std::allocator<char> >.struct std::pair<class std::basic_string<char.struct std::char_traits<char>.class std::allocator<char> > const.class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>,class std::allocator<char> > >.struct std::map<class std::basic_string<char.struct std::char_traits<char>.class std::allocator<char> >.class std: std::char_traits<char>.class std::allocator<char> >,struct std std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>.class std basic_st ring<char,struct :less<class :allocator<char> >,struct std::less<class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>.class std::allocator<char> > >.class std::allocator<class std std::char traits<char>.class std::allocator<char> : basic_string<char. struct : Kfn,struct std::less<class std::<class std::basic_string<char.struct std::char_traits<char>.class std::allocator<char> >.struct std std::char_traits<char>.class std: std::basic_string<char.struct std :pair<class std::basic_string<char.struct allocator<char> > const.class::char traits<char>.class std::allocator<char> >,struct std::map<class std::basic_string<char,struct std::char_traits<char>.class std::allocator<char> >.class std std::allocator<char> >.struct std std::char_traits<char>,class std: std::basic_string<char,struct std ::_Kfn,struct std::less<class std std::allocator<char> > >.class std basic_string<char.struct std::char_traits<char>.class less<class std::basic_string<char.struct allocator<char> > >,class std char_traits<char>,class std: basic string<char.struct std :allocator<class allocator<char> > > > :char traits<char>,class :allocator<class std::basic_string<char.struct std::char_traits<char>.class std::allocator<char> > > >:iterator'
No constructor could take the source type, or constructor overload resolution was ambiguous

Сообщение состоит из 2095 символов и выглядит довольно устрашающе, но я видал и похуже. Например, одна из моих любимых платформ STL однажды выдала сообщение из 4812 символов. Наверное, вы уже догадались, что я люблю ее совсем не за это.

Давайте немного сократим эту хаотическую запись и приведем ее к более удобному виду. Начнем с замены конструкции basic_string.. на string. Результат выглядит так:

example.cpp(17):error С2440:'initializing': cannot convert from 'class std::_Tree<class string,struct std::pair<class string const.class string >,struct std::map<class string,class string,struct std::less<class string >,class std::allocator<class string > > ::_Kfn.struct std::less<class string >,class std::allocator<class string > > ::const_iterator' to 'class std::_Tree<class string.struct std::pair<class string const,class string >,struct std::map<class string, class string.struct std::less<class string>, class std::allocator<class string > >::_Kfn,struct std::less<class string >. class std::allocator<class string > >: iterator'
No constructor could take the source type, or constructor overload resolution was ambiguous

Уже лучше. Осталось каких-нибудь 745 символов, можно начинать разбираться в сообщении. В глаза бросается упоминание шаблона std::_Тгее. В Стандарте ничего не сказано о шаблоне с именем Tree, но мы помним, что имена, начинающиеся с символа подчеркивания и прописной буквы, зарезервированы для авторов реализаций. Перед нами один из внутренних шаблонов, используемых в реализации некой составляющей STL.

Оказывается, практически во всех реализациях STL стандартные ассоциативные контейнеры (set, multiset, map и multimap) строятся на основе базовых шаблонов. По аналогии с тем, как при использовании string в диагностике упоминается тип basic_string, при работе со стандартными ассоциативными контейнерами часто выдаются сообщения с упоминанием базовых шаблонов. В данном примере этот шаблон называется _Tree, но в других известных мне реализациях встречались имена tree и _rb_tree, причем в последнем имени отражен факт использования красно-черных (Red-Black) деревьев, самой распространенной разновидности сбалансированных деревьев, встречающейся в реализациях STL.

В приведенном выше сообщении упоминается знакомый тип std::map<class string.class string,stuct std::less<class string>,class std::allocator<class string> >. Перед нами тип используемого контейнера map, если не считать типов функции сравнения и распределителя памяти (которые не были заданы при определении контейнера). Сообщение об ошибке станет более понятным, если заменить этот тип нашим вспомогательным определением NicknameMap. Результат:

example.срр(17):еггог С2440:'initalzing': cannot convert from 'class std::_Tree<class string.struct std::pair<class string const.class string >,struct NicknameMap::_Kfn,struct std::less<class string>,class std::allocator<class string > >::const_iterator' to 'class std::_Tree<class string.struct std::pair<class string const.class string >.struct NicknameMap_Kfn.struct std::less<class string >, class std::allocator<class string > >: iterator'
No constructor could take the source type, or constructor overload resolution was ambiguous

Сообщение стало короче, но его смысл остался туманным; нужно что-то сделать с _Тгее. Известно, что шаблон _Тгее зав4исит от реализации, поэтому узнать смысл его параметров можно только одним способом — чтением исходных текстов. Но зачем копаться в исходных текстах реализации STL, если это не нужно? Попробуем просто заменить все данные, передаваемые Tree, условным обозначением «НЕЧТО» и посмотрим, что из этого выйдет. Результат:

example.cpp(17):error С2440:'initalizing': cannot convert from 'class std::_Tree<НЕЧТО::const_iterator' to 'class std::_Tree<НЕЧТО:iterator'
No constructor could take the source type, or constructor overload resolution was ambiguous

А вот с этим уже можно работать. Компилятор жалуется на попытку преобразования const_iterator в iterator с явным нарушением правил константности.

Вернемся к исходному примеру; строка, вызвавшая гнев компилятора, выделена жирным шрифтом:

class NiftyEmailProgram {
private:
	typedef map<string,string> NicknameMap;
	NicknameMap nicknames;
public:
	void showEmailAddress(const string& nickname) const;
};
void NiftyEmailProgram::showEmailAddress(const string& nickname) const
{
NicknameMap::iterator i =nicknames. find(nickname);
if (i!=nicknames.end())...
}

Сообщение об ошибке можно истолковать лишь одним разумным образом — мы пытаемся инициализировать переменную i (типа iterator) значением типа const_iterator, возвращаемым при вызове map::find. Такая интерпретация выглядит несколько странно, поскольку find вызывается для объекта nicknames. Объект nicknames не является константным, поэтому функция find должна вернуть неконстантный итератор.

Взгляните еще раз. Да, объект nicknames объявлен как неконстантный тип map, но функция showEmalAddress является константной, а внутри константной функции все нестатические переменные класса становятся константными! Таким образом, внутри showEmalAddress объект nicknames является константным объектом map. Сообщение об ошибке внезапно обретает смысл. Мы пытаемся сгенерировать iterator для объекта map, который обещали не изменять. Чтобы исправить ошибку, необходимо либо привести i к типу const_iterator, либо объявить showEmalAddress неконстантной функцией. Вероятно, оба способа потребуют значительно меньших усилий, чем выяснение смысла сообщения об ошибке.

В этом совете были показаны некоторые текстовые подстановки, уменьшающие сложность сообщений об ошибках, но после непродолжительной практики вы сможете выполнять подстановки в голове. Я не музыкант, но мне рассказывали, что хорошие музыканты способны читать партитуру целиком, не присматриваясь к отдельным нотам. Опытные программисты STL приобретают аналогичные навыки. Они могут автоматически преобразовать конструкцию вида std::basic_string<char, std::char_traits<char>,std::allocator<char> > в string, нисколько не задумываясь над происходящим. Подобный навык разовьется и у вас, но до этих пор следует помнить, что диагностику компилятора почти всегда можно привести к вразумительному виду заменой длинных типов на базе шаблонов более короткими мнемоническими обозначениями. Во многих случаях для этого достаточно заменить расширенные определения типов именами, используемыми в программе. Именно это было сделано в приведенном примере, когда мы заменили std::map<class string,class string,struct std::less<class string>,class std::allocator<class string> > на NicknameMap.

Далее приведены некоторые рекомендации, которые помогут вам разобраться в сообщениях компилятора, относящихся к STL.

•Для контейнеров vector и string итераторы обычно представляют собой указатели, поэтому в случае ошибки с итератором в диагностике компилятора обычно указываются типы