C++17 STL Стандартная библиотека шаблонов

Ладно, значит, менять элементы местами бесполезно, и односторонняя перезапись нам больше подходит. Убедившись в этом, мы можем решить, что такое действие можно выполнить просто с помощью операции *it = v.back();, верно? Да, совершенно верно. Но представьте хранение на каждой позиции очень больших строк или даже другого вектора или ассоциативного массива — в такой ситуации эта небольшая операция присваивания приведет к очень затратной операции копирования. Вызов std::move, вставленный посередине (между = и v.back()), ускоряет выполнение кода. В случае со строками элемент вектора указывает на большую строку в куче. Нам не нужно ее копировать. Вместо этого при перемещении строки адрес исходной строки меняется на адрес места назначения. Исходный элемент остается прежним, но сам по себе он бесполезен, что нас устраивает, поскольку мы все равно его удаляем. 

Получаем доступ к экземплярам класса std::vector быстрым или безопасным способом

 Контейнер std::vector, возможно, является наиболее широко используемым контейнером STL, поскольку хранит данные аналогично массивам, но работать с ним гораздо удобнее. Однако неверное обращение к элементам вектора может быть опасным. Если вектор содержит 100 элементов, а наш код пытается получить доступ к элементу с индексом 123, то это, очевидно, плохо. Такая программа в лучшем случае даст сбой, поскольку подобное поведение явно указывает на ошибку в коде! Если программа не дает сбой, то мы наверняка заметим ее странное поведение, что куда хуже, чем аварийно завершившая программа. Опытный программист может добавить проверки перед непосредственным обращением к элементу вектора по индексу. Такие проверки не повышают читабельность кода, и многие разработчики не знают, что контейнер std::vector уже поддерживает подобные встроенные проверки!

Как это делается

В этом примере мы попытаемся двумя способами получить доступ к элементу контейнера std::vector, а затем рассмотрим, как можно применить их для написания более безопасных программ, не снижая читаемости кода.

1. Включим все необходимые заголовочные файлы и заполним вектор тысячей значений 123, чтобы нам было с чем работать:

#include

#include

using namespace std;

int main()

{

  const size_t container_size {1000};

  vector v (container_size, 123);

2. Теперь обратимся к элементу, лежащему за пределами вектора, с помощью оператора []:

  cout << "Out of range element value: "

       << v[container_size + 10] << '\n';

3. Далее обратимся к элементу, лежащему за пределами вектора, с помощью функции at:

  cout << "Out of range element value: "

       << v.at(container_size + 10) << '\n';

}

4. Запустим программу и посмотрим, что произойдет. Сообщение об ошибке характерно для GCC. Прочие компиляторы отправят другие, но аналогичные сообщения. Первая операция чтения будет выполнена успешно, но странным образом. Она не заставит программу дать сбой, но мы получим значение, отличное от 123. Мы не можем увидеть результат второго обращения, поскольку оно намеренно сгенерировало сбой. Второй подход позволяет гораздо раньше выявить случайные выходы за границы контейнера.

Out of range element value: -726629391

terminate called after throwing an instance of 'std::out_of_range'

  what(): array::at:  n (which is 1010) >= _Nm (which is 1000)

Aborted (core dumped)

Как это работает

Контейнер std::vector предоставляет оператор [] и функцию at, и они, по сути, делают одинаковую работу. Однако функция выполняет дополнительные проверки границ и генерирует исключение, если мы вышли за границы вектора. Такое свойство очень полезно в ситуациях вроде нашей, но работа программы при этом несколько замедляется.

Оператор [] полезен при выполнении вычислений, для которых нужно очень быстро обращаться к проиндексированным элементам вектора. В любой другой ситуации функция at помогает определять ошибки, при этом вы почти не теряете в производительности.

  Широко практикуется использование функции at по умолчанию. Если полученный код слишком медленный, но при этом безошибочный, то вместо данной функции можно задействовать оператор [] в тех местах, где важна высокая производительность.

Дополнительная информация