C/C++编程：不要试图编写独立于容器类型的代码

快来打我* 2023-01-12 11:41 45阅读 0赞

STL是以泛化原则为基础的：数组被泛化为“以其包含的对象的类型为参数”的容器。函数被泛化为“以其使用的迭代器的类型为参数”的算法，指针被泛化为“以其指向的对象的类型为参数”的迭代器。

这仅仅只是开始。容器类型被泛化为序列和关联容器，类似的容器被赋予相似的功能：

*  标准的连续内存容器提供了随机访问迭代器，而基于节点的容器提供了双向迭代器
 *  序列容器支持push\_front/push\_back操作，而关联容器则不然
 *  关联容器提供了对数实践的lower\_bound、upper\_bound和equal\_range成员函数，但是序列容器却没有提供

随着这样的泛化的不断进行，你自然也想加入到这场运动中来。这种想法是值得赞赏的。当你编写自己的容器、迭代器和算法时，你当然想这么做。可很多程序员却以一种不同的方法做泛化。它们在自己的软件中不是针对某种具体的容器，而是想把容器的概念泛化，这样它们做能使用，比如vector，而保留以后使用deque或者list的选择---但不必改变使用该容器的代码。业就是说，他们试图编写独立于容器的代码。这类泛化，尽管出发点是好的，但是几乎总是误入歧途。

即使是最热心的倡导独立于容器类型的代码的人很快就会意思到，试图编写对序列容器和关联容器都适用的代码是毫无意义的。很多成员函数仅当容器为某一类型时才存在。比如，只有序列容器才支持push\_front或push\_back，只有关联容器才支持count和lower\_bound.....。即使是insert这样的基本操作，也会随容器类型的不同而表现出不同的原型和语义。比如，当你向序列容器插入对象时，该对象位于被插入的位置处，而对于关联容器，会按照排序规则，将该对象移动到适当的位置上......

也就是说，我们根据现实，选择合适的容器，不能写一些通用的。

有个问题，如果有一天你发现自己所选择的容器类型不是最佳的，所以你想要使用另一种容器。这时你可以使用常规的方式来是实现这种转变：使用封装技术。最简单的方式是通过对容器类型和其迭代器类型使用typedef。因此，不要这样写：

class Widget{...};
    vector<Widget> vw;
    Widget bestWidget;
    ...
    vector<Widget>::iterator i = find(vw.begin(), vw.end(), bestWidget);

而要这样写：

class Widget{...};
    typedef vector<Widget> WidgetContainer;                 //...
    typedef WidgetContainer::iterator WCIterator;           //...
    
    WidgetContainer cw;                                     //..
    Widget bestWidget;
    ...
    WCIterator I = find(cw.begin(), cw.end(), bestWidget);  //..

这样就使得改变容器类型要容易多了，尤其是当这种改变仅仅是增加一个自定义的分配子时，就更为方便（这一改变不影响使迭代器/指针/引用无效的规则）：

class Widget{...};
    template<typename T>                        //...
    SpecialAllocator{...}                       // ...
    typedef vector<Widget, SpecialAllocator<Widget>> WidgetContainer;      // ...
    typedef WidgetContainer::iterator WCIterator;
    
    WidgetContainer cw;
    Widget bestWidget;
    ...
    WCIterator I = find(cw.begin(), cw.end(), bestWidget);

类型定义不过是其他类型的别名，所以它带来的封装纯粹是词法上的。类型定义并不能阻止一个客户去做他们原本无法做到的事情。如果你不想把自己选择的容器暴露给客户，就得多费点劲儿。你需要使用类。

要想减少在替换容器类型时所需要修改的代码，你可以把容器隐藏到一个类中，并尽量减少那些通过类接口(而使外部)可见的、与容器相关的信息。比如，当你想创建一个顾客列表时，不要直接使用list。相反，创建一个CustomerList类，并把list因此在其中：

class CustomerList{
    private:
        typedef list<Customer> CustomerContainer;
        typedef CustomerContainer::iterator CCIterator;
    
        CustomerContainer customers;
    public:
        ...               //尽量减少那些通过该接口可见的，并且与list相关的信息
    };