Эффективное использование STL

• Предикатным классом называется класс функтора, у которого функция operator.,) является предикатом, то есть возвращает true или false. Как и следует ожидать, во всех случаях, когда STL ожидает получить предикат, может передаваться либо настоящий предикат, либо объект предикатного класса.

Обещаю, что новых терминов больше не будет. Теперь давайте разберемся, почему следует выполнять рекомендацию данного совета.

В совете 38 объяснялось, что объекты функций передаются по значению, поэтому при проектировании необходимо позаботиться о возможном копировании. Для объектов функций, являющихся предикатами, существует и другой аргумент в пользу специальной поддержки копирования. Алгоритмы могут создавать копии функторов и хранить их определенное время перед применением, причем некоторые реализации алгоритмов этим активно пользуются. Важнейшим следствием этого факта является то, что предикатные функции должны быть «чистыми».

Предположим, вы нарушили это ограничение. Ниже приведен плохо спроектированный класс предиката, который независимо от переданных аргументов возвращает true только один раз — при третьем вызове. Во всех остальных случаях возвращается false.

class BadPredicate: // Базовый класс описан

public unary_function{ // в совете 40

public:

BadPredicate():timesCalles(0){}// Переменная timesCalled

// инициализируется нулем

bool operator() (const Widget&) {

return ++timesCalled = 3:

}

private:

size_t timesCalled:

};

Предположим, класс BadPedicate используется для исключения третьего объекта Widget из контейнера vector:

vector vw;// Создать вектор и заполнить его

// объектами Widget

vww.erase(remove_if(vw.begin(), // Удалить третий объект Widget.

vw.end(), // связь между erase и remove_if

BadPredcate()),// описана в совете 32

vw.end());

Программа выглядит вполне разумно, однако во многих реализациях STL из вектора vw удаляется не только третий, но и шестой элемент!

Чтобы понять, почему это происходит, необходимо рассмотреть один из распространенных вариантов реализации remove_if. Помните, что эта реализация не является обязательной.

template

FwdIterator remove_if(FwdIterator begin, FwdIterator end, Predicate p)

{

begin = find_if(begin,end,p):

if(begin==end) return begin;

else {

FwdIterator next=begin;

return remove_copy_if(++next,end,begin,p);

}

}

Подробности нас сейчас не интересуют. Обратите внимание: предикат р сначала передается find_if, а затем remove_copy_if. Конечно, в обоих случаях р передается по значению — то есть копируется (теоретически возможны исключения, но на практике дело обстоит именно так; за подробностями обращайтесь к совету 38).

Первый вызов remove_if (расположенный в клиентском коде, удаляющем третий элемент из vw) создает анонимный объект BadPredcate с внутренней переменной timesCalled, равной 0. Этот объект, известный в remove_if под именем р, затем копируется в find_if, поэтому find_if тоже получает объект BadPredicate с переменной timesCalled, равной 0. Алгоритм find_if «вызывает» этот объект, пока тот не вернет true; таким образом, объект вызывается три раза. Затем find_if возвращает управление remove_if. Remove_if продолжает выполняться и в итоге вызывает remove_copy_if, передавая в качестве предиката очередную копию р. Но переменная timesCalled объекта р по-прежнему равна 0! Ведь алгоритм find_if вызывал не р, а лишь копию р. В результате при третьем вызове из remove_copy_if предикат тоже вернет true. Теперь понятно, почему remove_if удаляет два объекта Widget вместо одного.

Чтобы обойти эту лингвистическую ловушку, проще всего объявить функцию operator() с ключевым словом const в предикатном классе. В этом случае компилятор не позволит изменить переменные класса:

class BadPredicate:

public unary_function {

public:

bool operator() (const Widget&) const {

return ++timesCalled == 3; // Ошибка! Изменение локальных данных

}// в константной функции невозможно

};