Эффективное использование STL — страница 14 из 63

// с заданным значением 
// из контейнеров vector, string 
//и deque

Приведенное решение работает и для контейнеров list, но как будет показано в совете 44, функция remove контейнера list работает эффективнее:

с.remove(1963); // Функция remove хорошо подходит для удаления 
// элементов с заданным значением из списка

Стандартные ассоциативные контейнеры (такие как set, multiset, map и multimap) не имеют функции remove с именем remove, а использование алгоритма remove может привести к стиранию элементов контейнера (совет 32) и возможной порче его содержимого. За подробностями обращайтесь к совету 22, где также объясняется, почему вызовы remove для контейнеров map/multimap не компилируются никогда, а для контейнеров set/multiset — компилируются в отдельных случаях.

Для ассоциативных контейнеров правильным решением будет вызов erase:

c.erase(1963);// Функция erase обеспечивает оптимальное
// удаление элементов с заданным значением 
// из стандартных ассоциативных контейнеров

Функция erase не только справляется с задачей, но и эффективно решает ее с логарифмической сложностью (вызовы remove в последовательных контейнерах обрабатываются с линейной сложностью). Более того, в ассоциативных контейнерах функция erase обладает дополнительным преимуществом — она основана на проверке эквивалентности вместо равенства (это важное различие рассматривается в совете 19).

Слегка изменим проблему. Вместо того чтобы удалять из с все объекты с заданным значением, давайте удалим все объекты, для которых следующий предикат (совет 39) возвращает true:

bool badValue(int х):// Возвращает true для удаляемых объектов

В последовательных контейнерах (vector, string, deque и list) достаточно заменить remove на remove_if:

c.erase(remove_if(c.begin(),c.end(),badValue), // Лучший способ уничтожения
c.end());// объектов, для которых badValue
// возвращает true, в контейнерах 
// vector, string и deque
с.remove_if(badValue);// Оптимальный способ уничтожения
// объектов, для которых badValue 
// возвращает true, в контейнере 
// list

Со стандартными ассоциативными контейнерами дело обстоит посложнее. Существуют два решения: одно проще программируется, другое эффективнее работает. В первом решении нужные значения копируются в новый контейнер функцией remove_copy, после чего содержимое двух контейнеров меняется местами:

АссоцКонтейнерс;//с - один из стандартных
// ассоциативных контейнеров
АссоцКонтейнерgoodValues: // Временный контейнер для хранения
// элементов, оставшихся после удаления
remove_copy_if(c.begin().c.end(), // Скопировать оставшиеся элементы inserter(goodValues, // из с в goodValues
goodValues.end()), badValue);
с.swap(goodValues);// Поменять содержимое с и goodValues

У подобного решения имеется недостаток — необходимость копирования элементов, остающихся после удаления. Такое копирование может обойтись дороже, чем нам хотелось бы.

От этих затрат можно избавиться за счет непосредственного удаления элементов из исходного контейнера. Но поскольку в ассоциативных контейнерах отсутствует функция, аналогичная remove_if, придется перебирать все элементы с в цикле и принимать решение об удалении текущего элемента.

С концептуальной точки зрения эта задача несложна, да и реализуется она просто. К сожалению, решение, которое первым приходит в голову, редко бывает правильным. Вероятно, многие программисты предложат следующий вариант:

АссоцКонтейнерс;
for(АссоцКонтейнер::iterator i=cbegin(); // Наглядный, бесхитростный 
	i!=cend();// и ошибочный код, который
	++i) {// стирает все элементы с
	if (badValue(*i)) c.erase(i):// для которых badValue
}// возвращает true.
// Не поступайте так!

Выполнение этого фрагмента приводит к непредсказуемым результатам. При стирании элемента контейнера все итераторы, указывающие на этот элемент, становятся недействительными. Таким образом, после возврата из c.erase(i) итератор i становится недействительным. Для нашего цикла это фатально, поскольку после вызова erase итератор i увеличивается (++i в заголовке цикла for).

Проблема решается просто: необходимо позаботиться о том, чтобы итератор переводился на следующий элемент с перед вызовом erase. Это проще всего сделать постфиксным увеличением i при вызове:

АссоцКонтейнерс;
for(АссоцКонтейнер::iterator i=c.begin();// Третья часть заголовка
	i!=c.end();	// цикла for пуста; i теперь
	/* пусто */) {// изменяется внутри цикла
	if (badValue(*i)) c.erase(i++);// Для удаляемых элементов
	else ++i;// передать erase текущее
}// значение i и увеличить i.
// Для остающихся элементов // просто увеличить i

Новый вариант вызова erase работает, поскольку выражение i++ равно старому значению i, но у него имеется побочный эффект — приращение i. Таким образом, мы передаем старое (не увеличенное) значение i и увеличиваем i перед вызовом erase. Именно это нам и требовалось. Хотя это решение выглядит просто, лишь немногие программисты предложат его с первой попытки.

Пора сделать следующий шаг. Помимо простого удаления всех элементов, для которых badValue возвращает true, мы также хотим регистрировать каждую операцию удаления в журнале.

Для ассоциативных контейнеров задача решается очень просто, поскольку она требует лишь тривиальной модификации созданного цикла:

ofstream logFile;// Файл журнала АссоцКонтейнерс;
for{АссоцКонтейнер: iterator i=c.begin();// Заголовок цикла остается
i!=c.end();) {// без изменений
if (badValue(*i)) {
	logFile«"Erasing "« *i «'\n';	// Вывод в журнал
	c.erase(i++):// Удаление
}
else ++i:
}

На этот раз хлопоты возникают с vector, string и deque. Использовать идиому erase/remove не удается, поскольку erase или remove_if нельзя заставить вывести данные в журнал. Более того, вариант с циклом for, только что продемонстрированный для ассоциативных контейнеров, тоже не подходит, поскольку для контейнеров vector, string и deque он приведет к непредсказуемым последствиям. Вспомните, что для этих контейнеров в результате вызова erase становятся недействительными все итераторы, указывающие на удаляемый элемент. Кроме того, недействительными становятся все итераторы после удаляемого элемента, в нашем примере — все итераторы после i. Конструкции вида i++, ++i и т. д. невозможны, поскольку ни один из полученных итераторов не будет действительным.

Следовательно, с vector, string и deque нужно действовать иначе. Мы должны воспользоваться возвращаемым значением erase, которое содержит именно то, что нам требуется — действительный итератор, который указывает на элемент, следующий за удаленным. Иначе говоря, программа выглядит примерно так:

for (ПослКонтейнер::iterator=cbegin(); i !=cend();){
if (badValue(*i)) {
	logFile«"Erasing "«*i«'\n';
	i=c.erase());// Сохраняем действительный итератор i,
}// для чего ему присваивается значение,
else ++i;// возвращаемое функцией erase
}

Такое решение превосходно работает, но только для стандартных последовательных контейнеров. По весьма сомнительным причинам (совет 5) функция erase для стандартных ассоциативных контейнеров возвращает void. В этом случае приходится использовать методику с постфиксным приращением итератора, переданного erase. Кстати говоря, подобные различия между последовательными и ассоциативными контейнерами — один из примеров того, почему контейнерно-независимый код обычно считается нежелательным (совет 2).

Какое из этих решений лучше подойдет для контейнера list? Оказывается, в отношении перебора и удаления list может интерпретироваться как vector/ string/deque или как ассоциативный контейнер — годятся оба способа. Обычно выбирается первый вариант, поскольку list, как и vector/string/deque, принадлежит к числу последовательных контейнеров. С точки зрения опытного программиста STL программа, в которой перебор и удаление из list производятся по правилам ассоциативных контейнеров, выглядит странно.