C++STL的源码优化 tr1 与std::array

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于 2023-07-27 18:04:01 发布

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文章标签： c++ 开发语言

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_39512905/article/details/131965722

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C++TR1（TechnicalReport1）引入了std::tr1::array，这是一个静态大小的数组，支持迭代器操作。array不包含构造和析构函数，对于零大小的数组，它会有一个特殊的处理方式。迭代器使用传递类型的指针定义，同时提供正向和反向迭代器。文章还提到了__array_traits模板用于处理不同大小数组的细节，特别是对零大小数组的处理。

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C++ tr1全称Technical Report 1；是针对C++标准库的第一次扩展。

C++标准c++0x会包括它，以及一些语言本身的扩充。

tr1包括大家期待已久的smart pointer，正则表达式以及其他一些支持范型编程的内容。

草案阶段，新增的类和模板的名字空间是std::tr1。

一：当时采用了

#include <tr1/array>
std::tr1::array<int ,10> a;

tr1中的array比较简单，模拟语言本身的数组，并且让其支持迭代器操作，使其同其他容器一样，能够调用算法。对于tr1中array没有构造与析构。迭代器是直接使用传递进来的类型定义指针。

简单的看一下这个静态数组array源码：

template<typename _Tp, std::size_t _Nm>
struct array
{
    typedef _Tp 	    			      value_type;
    typedef value_type&                   	      reference;
    typedef const value_type&             	      const_reference;
    typedef value_type*          		      iterator;
    typedef const value_type*			      const_iterator;
    typedef std::size_t                    	      size_type;
    typedef std::ptrdiff_t                   	   difference_type;
    typedef std::reverse_iterator<iterator>	      reverse_iterator;
    typedef std::reverse_iterator<const_iterator>   const_reverse_iterator;
}

里面使用`reverse_iterator`作为rbegin与rend操作的迭代器。

看上去上面一个迭代器，实际上两个，还有一个iterator,这个直接使用传递进来的类型定义指针，作为迭代器.

可以将其对比为vector中的正向与反向迭代器。

值得注意的是，在tr1::array中，支持传递数组大小为0，

例如我们使用如下：

std::tr1::array<int,0> a;

对于这样的写法，会对应到下面：

// Support for zero-sized arrays mandatory.
value_type _M_instance[_Nm ? _Nm : 1];

根据传递进来的大小，如果不为0，就是传递进来的大小，否则为1。

二：

template<typename _Tp, std::size_t _Nm>
struct array
{
    typedef _Tp 	    			      value_type;
    typedef value_type*			      pointer;
    typedef const value_type*                       const_pointer;
    typedef value_type&                   	      reference;
    typedef const value_type&             	      const_reference;
    typedef value_type*          		      iterator;
    typedef const value_type*			      const_iterator;
    typedef std::size_t                    	      size_type;
    typedef std::ptrdiff_t                   	      difference_type;
    typedef std::reverse_iterator<iterator>	      reverse_iterator;
    typedef std::reverse_iterator<const_iterator>   const_reverse_iterator;

    // Support for zero-sized arrays mandatory.
    typedef _GLIBCXX_STD_C::__array_traits<_Tp, _Nm> _AT_Type;    // # define _GLIBCXX_STD_C std
    typename _AT_Type::_Type                         _M_elems;
}

发现array里面有两处值得注意的地方：

typedef _GLIBCXX_STD_C::__array_traits<_Tp, _Nm> _AT_Type;    // # define _GLIBCXX_STD_C std
typename _AT_Type::_Type                         _M_elems;
```

在实际写代码的时候，如果要定义一个数组，我们可以这样写：

```cpp

int a[100];

//或者

typedef int T[100];

typedef T a;

```

针对传进来的size处理，相比于tr1，更加复杂，使用了模板偏特化来处理传递size为0情况。

```cpp

template<typename _Tp, std::size_t _Nm>

struct __array_traits

{

    typedef _Tp _Type[_Nm];



    static constexpr _Tp&

    _S_ref(const _Type& __t, std::size_t __n) noexcept

    { return const_cast<_Tp&>(__t[__n]); }

};



template<typename _Tp>

struct __array_traits<_Tp, 0>

{

    struct _Type { };



    static constexpr _Tp&

    _S_ref(const _Type&, std::size_t) noexcept

    { return *static_cast<_Tp*>(nullptr); }

};