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1.【STL源码剖析】总结笔记（2）：容器（containers）概览
2.STL源码剖析总结笔记（3）：vector初识
3.STL源码剖析9-set、容容器multiset
4.STL源码分析之std::function
5.stl源码解析剖析应该怎样读?器源
6.STL 源码剖析：sort

【STL源码剖析】总结笔记（2）：容器（containers）概览

       容器作为STL的重要组成部分，其使用极大地提升了解决问题的容容器效率。深入研究容器内部结构与实现方式，器源对提升编程技能至关重要。容容器本文将对容器进行概览，器源宠物 数据 源码分为序列式容器、容容器关联式容器与无序容器三大类。器源

       容器大致分为序列式容器、容容器关联式容器和无序容器。器源其中序列式容器侧重于顺序存储，容容器关联式容器则强调元素间的器源键值关系，而无序容器可以看作关联式容器的容容器一种。

       容器之间的器源关系可以归纳为：序列式容器为基层，关联式容器则在基层基础上构建了更复杂的容容器数据结构。例如，heap和priority容器以vector作为底层支持，而set和map则采用红黑树作为基础数据结构。此外，还存在一些非标准容器，如slist和以hash开头的容器。在C++ 中，slist更名为了forward-list，而hash开头的容器改名为了unordered开头。

       在容器的实现中，sizeof()函数可能揭示容器的内部大小对比。需要注意的是，尽管在GNU 4.9版本中，一些容器的设计变得复杂，采用了较多的继承结构，但实际上，这些设计在功能上并未带来太大差异。

       熟悉容器的结构后，我们可以从vector入手，探索其内部实现细节。其他容器同样蕴含丰富的学习内容，如在list中，迭代器（iterators）的设计体现了编程的精妙之处；而在set和map中，红黑树的实现展现了数据结构的高效管理。

       本文对容器进行了概览，旨在提供一个全面的视角，后续将对vector、list、set、map等容器进行详细分析，揭示其背后的dilation源码实现机制与设计原理。

STL源码剖析总结笔记（3）：vector初识

       vector是c++中常用且重要的容器之一。相较于固定大小的array，vector拥有动态分配内存的特性，允许它在使用过程中随着元素的增删而自行调整大小。这种动态性使得vector在处理不可预知数据量时更为便捷。

       内部结构上，vector使用了数组作为存储基础，并通过start, finish和end of storage三个迭代器进行访问和管理空间。其中，start和finish分别指向可用空间的首端和尾端，end of storage则指向内存块的末尾。在vector大小为字节（位系统下，一个指针占4字节）的情况下，其大小为3。因此，vector可以灵活地通过迭代器定位数据的大小与位置。

       内存管理机制是vector的精华之一。当空间耗尽时，vector会自动扩展为二倍的内存容量，以容纳新增元素。此过程涉及创建新空间，复制原有数据，然后释放旧空间，确保资源的有效利用。

       vector提供了丰富的迭代器，遵循随机访问的行为，允许直接获取和修改数据，增强操作的效率。这些迭代器简化了对数据结构的遍历与修改操作。

       在添加与删除数据时，vector提供了pop_back(), erase, insert等高效方法。例如，pop_back()简单地删除尾部元素，erase允许清除一个范围内的数据，并通过复制来维持数据的连续性。insert操作根据具体需求进行数据的插入与调整，确保结构的完整性与数据的正确性。

       综上，vector以其灵活的内存管理和高效的数据操作，成为学习STL和掌握容器结构的理想选择。其清晰的内部机制和丰富的功能特性，为程序设计提供了强大的支持。

STL源码剖析9-set、multiset

       STL源码深入研究：set与multiset的内部结构详解

       1. 结论

       在C++标准模板库(STL)中，set和multiset是kindlegen源码两种常用的数据结构，它们底层实现依赖于红黑树（rb tree）。set是一种无序的关联容器，不允许有重复元素，而multiset则允许元素重复，但仍然保持插入顺序。

       2. set的实现

       set内部的红黑树使用了stl_function.h中的仿函数模板参数，这个仿函数用于定义元素的比较规则。set类在stl_set.h文件中定义，它通过这个仿函数确保了元素的唯一性，保证了查找、插入和删除操作的高效性。

       3. multiset的特性

       与set不同，multiset在stl_multiset.h中定义，它允许元素重复，这主要通过维护每个元素在树中的多个实例来实现。与set一样，它也依赖红黑树的数据结构，但对元素的比较规则更为宽松，允许基于给定的比较仿函数进行重复元素的插入和查找。

STL源码分析之std::function

       std::function是一个在C++中广泛应用的函数包装器，它允许你以类型安全的方式存储、复制和调用任何可复制构造的可调用目标，如普通函数、成员函数、类对象（重载了operator()的类的对象）、Lambda表达式等。通过使用std::function，可以避免使用函数指针时的类型不安全问题。

       然而，许多人对于std::function内部是如何存储这些可调用目标的实现过程感到好奇。本文将深入探讨std::function的源码，揭示它的实现机制。首先，我们来看一下std::function的基本用法和功能。然后，我们将分析其源码，了解它如何存储和管理这些可调用目标。

       在源码中，std::function是一个模板类，其核心成员变量_M_invoker存储了一个标准函数指针类型。这个指针并不直接管理可调用目标，而是负责调用存储在内部的可调用目标。实际的可调用目标则由类_Function_base::_M_functor管理。

       为了实现这一点，std::function使用一个名为function的msado源码构造函数，通过一个名为_M_init_functor的函数来初始化_M_invoker，从而将可调用目标链接到_M_invoker上。这个过程涉及到一个名为_Base_manager的内部类，它负责存储和管理可调用目标。

       在源码中，我们发现可调用目标的存储方式取决于其大小。对于小到足以在单个内存位置存储的目标，如普通函数指针，std::function直接使用_M_pod_data作为存储空间。而对于较大的目标，如Lambda表达式或类对象，它会动态分配内存来存储这些对象。

       通过仔细分析这些内部实现，我们可以看到std::function是如何在存储和调用可调用目标之间建立起复杂的链接。这种设计使得std::function成为了一个灵活且强大的工具，能够在C++程序中实现高度动态和类型安全的函数调用。

       总之，std::function通过巧妙地设计其内部实现，实现了对各种可调用目标的高效存储和调用。了解其源码可以帮助我们更好地利用std::function的强大功能，同时也能深入理解C++中类模板和动态内存管理的高级概念。

stl源码解析剖析应该怎样读?

       在阅读STL源码时，重要的是对整体框架有一个大致的了解。这将帮助你理解每个组件如何协同工作。

       首先，重点了解vector的动态增长机制。这将揭示当数据量增加时，如何高效地扩展内存以保持性能。接着，探索list如何使用节点（node）表示元素，以及deque如何采用映射节点（map node）的思想来存储数据。这两种数据结构在STL中的应用方式将为你提供深入理解容器如何实现的关键。

       进一步，关注关联式容器（如map和set）和非关联式容器（如vector和deque）的底层实现。这将揭示STL如何利用特定的数据结构和算法来优化查找、插入和删除操作。尽管现在的实现可能与STL最初版本有所不同，但了解这些原理仍具有重要意义。

       对于具体的实现细节，了解即可，不必过于深入。如需详细研究，可以直接查看libcxx或libstdc++的源码，它们提供了更现代的实现版本。此外，chunmap源码关于traits部分，由于其与当前实现已有显著差异，阅读时不必过于纠结。

       了解STL源码对于求职者来说，可能不会对面试结果产生直接的决定性影响。面试通常考查的是广泛的知识，而不仅仅局限于某个领域的深度。因此，对STL源码的深入理解并不是求职的唯一关键。

STL 源码剖析：sort

       我大抵是太闲了。

       更好的阅读体验。

       sort 作为最常用的 STL 之一，大多数人对于其了解仅限于快速排序。

       听说其内部实现还包括插入排序和堆排序，于是很好奇，决定通过源代码一探究竟。

       个人习惯使用 DEV-C++，不知道其他的编译器会不会有所不同，现阶段也不是很关心。

       这个文章并不是析完之后的总结，而是边剖边写。不免有个人的猜测。而且由于本人英语极其差劲，大抵会犯一些憨憨错误。

       源码部分sort

       首先，在 Dev 中输入以下代码：

       然后按住 ctrl，鼠标左键sort，就可以跳转到头文件 stl_algo.h，并可以看到这个：

       注释、模板和函数参数不再解释，我们需要关注的是函数体。

       但是，中间那一段没看懂……

       点进去，是一堆看不懂的#define。

       查了一下，感觉这东西不是我这个菜鸡能掌握的。

       有兴趣的 戳这里。

       那么接下来，就应该去到函数__sort 来一探究竟了。

       __sort

       通过同样的方法，继续在stl_algo.h 里找到 __sort 的源代码。

       同样，只看函数体部分。

       一般来说，sort(a,a+n) 是对于区间 [公式] 进行排序，所以排序的前提是 __first != __last。

       如果能排序，那么通过两种方式：

       一部分一部分的看。

       __introsort_loop

       最上边注释的翻译：这是排序例程的帮助程序函数。

       在传参时，除了首尾迭代器和排序方式，还传了一个std::__lg(__last - __first) * 2，对应 __depth_limit。

       while 表示，当区间长度太小时，不进行排序。

       _S_threshold 是一个由 enum 定义的数，好像是叫枚举类型。

       当__depth_limit 为 [公式] 时，也就是迭代次数较多时，不使用 __introsort_loop，而是使用 __partial_sort（部分排序）。

       然后通过__unguarded_partition_pivot，得到一个奇怪的位置（这个函数的翻译是无防护分区枢轴）。

       然后递归处理这个奇怪的位置到末位置，再更新末位置，继续循环。

       鉴于本人比较好奇无防护分区枢轴是什么，于是先看的__unguarded_partition_pivot。

       __unguarded_partition_pivot

       首先，找到了中间点。

       然后__move_median_to_first（把中间的数移到第一位）。

       最后返回__unguarded_partition。

       __move_median_to_first

       这里的中间数，并不是数列的中间数，而是三个迭代器的中间值。

       这三个迭代器分别指向：第二个数，中间的数，最后一个数。

       至于为什么取中间的数，暂时还不是很清楚。

       `__unguarded_partition`

       传参传来的序列第二位到最后。

       看着看着，我好像悟了。

       这里应该就是实现快速排序的部分。

       上边的__move_median_to_first 是为了防止特殊数据卡 [公式] 。经过移动的话，第一个位置就不会是最小值，放在左半序列的数也就不会为 [公式] 。

       这样的话，__unguarded_partition 就是快排的主体。

       那么，接下来该去看部分排序了。

       __partial_sort

       这里浅显的理解为堆排序，至于具体实现，在stl_heap.h 里，不属于我们的讨论范围。

       （绝对不是因为我懒。）

       这样的话，__introsort_loop 就结束了。下一步就要回到 __sort。

       __final_insertion_sort

       其中某常量为enum { _S_threshold = };。

       其中实现的函数有两个：

       __insertion_sort

       其中的__comp 依然按照默认排序方式 < 来理解。

       _GLIBCXX_MOVE_BACKWARD3

       进入到_GLIBCXX_MOVE_BACKWARD3，是一个神奇的 #define：

       其上就是move_backward：

       上边的注释翻译为：

       __unguarded_linear_insert

       翻译为“无防护线性插入”，应该是指直接插入吧。

       当__last 的值比前边元素的值小的时候，就一直进行交换，最后把 __last 放到对应的位置。

       __unguarded_insertion_sort

       就是直接对区间的每个元素进行插入。

       总结

       到这里，sort 的源代码就剖完了（除了堆的那部分）。

       虽然没怎么看懂，但也理解了，sort 的源码是在快排的基础上，通过堆排序和插入排序来维护时间复杂度的稳定，不至于退化为 [公式] 。

       鬼知道我写这么多是为了干嘛……

STL容器—list使用技巧

       列表容器(list)在STL中是一种序列容器，特点是非连续内存分配。对比vector，其查找操作通常较慢，但插入和删除操作速度较快。列表通常实现为双向链表，这为实现单链表提供了便利。通过双向链接，可在常数时间内进行插入和删除操作，但查找操作需遍历整个列表，时间复杂度为O(n)。

       查看上图，可了解std::list在内存中的布局，列表中的元素通过双向链接结点存储，每个结点包含数据和指向前后结点的指针。

       列表的查找操作耗时，一旦找到元素，后续操作如更新、插入或删除则为常数时间复杂度。从性能角度看，list并不总是最佳选择，但在某些场景下仍具有优势。

       以下代码展示了如何使用list进行内存分配测试，结果显示list的内存分配与vector不同，不会在插入元素时进行内存重新分配和数据拷贝。

       清理list内存通常较为复杂。std::list自身并未提供内存释放接口，且标准库不保证立即释放内存。只有vector和string容器支持类似std::vector的swap函数，以在清理内存时立即释放空间。例如，chromium.org源代码中的stl_util.h文件中的清理代码仅适用于vector和string。

       尽管在多数情况下std::list似乎并不突出，它在某些特定场景中仍具有用武之地。例如，当需要频繁插入和删除元素，而访问元素的顺序不固定时，list可能是更优选择。此外，当处理大量数据且内存使用效率是关键因素时，list的特性也能带来优势。因此，在权衡效率和特定需求后，list仍值得在编程实践中考虑。

从应用到源码理解STL反向迭代器

       在实际应用中，我们可能需要从序列容器（如vector）的尾部移除不满足特定条件的部分元素。这通常涉及从尾部开始的迭代操作。然而，容器成员函数erase不接受反向迭代器作为参数。因此，我们需要将反向迭代器转换为普通迭代器。先来看看STL迭代器的分类和转换关系。

       STL迭代器主要分为用途迭代器，它们之间存在转换关系，但不是所有迭代器类型都可以相互转换。转换关系需通过迭代器的构造函数定义，有些可以直接转换，有些则需调用特定方法。

       特别地，反向迭代器到普通迭代器的转换可以通过调用反向迭代器的base()方法实现。但初版代码存在缺陷，未能按预期将元素正确删除。通过跟踪代码并参考cpp reference文档，我们发现base()方法返回的迭代器实际上比预期位置靠后一个元素。

       为了修正这个问题，我们需要将通过base()方法得到的迭代器向前移动一个位置，以正确指向第一个符合移除条件的元素。修改代码后，可以确保元素按约定进行删除。

       在一般场景下，迭代器的使用主要涉及遍历访问和遍历修改元素值。对于删除和插入操作，可能需要将反向迭代器转换为普通迭代器。STL容器的erase和insert成员函数仅接受普通迭代器作为参数。

       在执行插入操作时，直接使用base()将反向迭代器转换为普通迭代器，并传入insert函数，其语义是一致的。而在删除操作中，直接使用base()转换后的迭代器可能无法正确执行，因为反向迭代器和普通迭代器在终止位置上的处理存在差异。为了修正此问题，需要手动调整，确保迭代器的有效性。

       对于反向迭代器，通过正确的反向迭代操作得到的迭代器，在不等于rend()返回的迭代器时，都是指向有效值的。因此，除了rend().base()-1操作可能导致问题外，其他转换通常都是安全的。

       讨论end()迭代器的前移操作时，需要考虑是否能够安全地访问容器的尾端元素。对于随机访问迭代器，如vector容器，end()返回的迭代器可以进行前移操作，但需确保移动操作的合法性。对于双向访问迭代器如list，同样可以进行前移操作以访问尾端元素。

       结束讨论前，还需要确认iterator的-1操作是否对指向容器尾端元素的迭代器有效。在vector容器中，通过end成员函数返回的迭代器通过-1操作可以得到指向尾端元素的普通迭代器。对于list容器，其end成员函数返回的迭代器也支持前移操作。

       总结来说，支持向前移动操作的迭代器访问容器内元素的容器，其end成员函数通过前移操作可以得到一个指向容器尾端元素的迭代器。这符合双向迭代器的设定语义。通过反向迭代器的原理，我们也能验证end()函数返回的迭代器可以进行反向移动。

STL源码学习（3）- vector详解

       STL源码学习（3）- vector详解

       vector的迭代器与数据类型：vector内部的连续存储结构使得任何类型的数据指针都可以作为其迭代器。通过迭代器，可以执行诸如指针操作，如访问元素值。

       vector定义了两个迭代器start和finish，分别指向元素的起始和终止地址，同时还有一个end_of_storage标记空间的结束位置。vector的容量保证大于等于已分配元素空间，提供了获取空间大小的函数，如front和back的值以引用返回，更高效。

       空间配置原理：STL中的vector使用SGI STL容器的二级空间配置器。vector头部包含配置信息，如data_allocator作为空间配置器的别名。简单配置器（simple_alloc）是封装了高级和低级配置器调用的抽象类。

       构造函数与内存管理：vector通过空间配置器创建元素。构造函数允许预分配并初始化元素，fill_initialize用于调整空间范围，allocate_and_fill则分配空间并填充。这个过程涉及data_allocator的allocate函数，分配空间并返回起始地址。

       vector析构时，调用deallocate函数释放空间。pop_back和erase方法会移除元素并销毁相应空间，clear则清除全部元素。insert操作复杂，根据元素数量和容器状态可能需要扩容。

       插入与扩展操作：push_back在末尾插入元素，如果空间不足，可能需要扩容。insert接受三个参数，根据情况处理插入操作，可能抛出异常并销毁部分元素。