Boolan STL与泛型编程 第二周笔记

1.源代码分布

标准库STL的文件位置，与所采用的编译器有关：

（1）Visual C++：...\include   (例如 D:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 14.0\VC\include)

（2）GNU C++：...\4.9.2\inlcude 

2.OOP（Object-Oriented programming） VS GP（Generic programming）

• OOP企图将datas和methods关联在一起

这里的list不能使用::sort()排序，这是因为::sort()算法设计中的Iterator必须是RandomAccessIterator，而list并不是一个连续空间，在内存中它是由指针一个一个串起来，不能使用指针加法减法。因此list不能使用::sort()排序。

• GP却是将datas和methods分开来，两者之间通过迭代器联系在一起。

两者分开的优点：

（1）Containers和Algorithms团队可各自闭门造车，其间以Iterator沟通即可；

（2）Algorithms通过Iterators确定操作范围，并通过Iterators取用Container元素。

补充：

所有的algorithms，最终设计元素本身的操作，无非就是比大小。比如说重新定义max函数，根据字符长度来比大小，我们就必须重写一个比较函数。

3.源代码阅读

基础：

（1）Operator Overloading 操作符重载

（2）Templates 模板

3.1操作符重载、模板、特化和偏特化

这部分内容在之前额课程中已经讲过，不再赘述。

3.2分配器

分配器（Allocator）是容器管理内存的工具，在容器申请内存空间上起作用。

分配器在底层实现上通过operator new()和operator delete()来完成内存分配和释放，而operator new()和operator delete()实际上是通过调用malloc()和free()函数来实现操作。

operator new()和operator delete()的源代码如下：

3.2.1 VC6的allocator

VC6所附的标准库，其allocator实现如下（<xmemory>）

3.2.2 BC5的allocator

BC5所附的标准库，其allocator实现如下（<memory.stl>）

3.2.3 G2.9的allocator

G2.9所附的标准库，其allocator实现如下（<defalloc.h>）

3.2.4 G4.9的allocator

G4.9所附的标准库，其allocator实现如下：

由以上各编译器中allocator的源代码可以看出，无论是VC、BC还是GNU的版本中分配器实际上是通过operator new和operator delete来调用malloc和free来管理内存。

但是在GNU2.9中，容器实际使用的并非是allocator，而是alloc，如下图所示。

alooc的最终实现内存管理也是通过malloc和free，但是可以避免其他额外开销，比如cookie，实现过程如下：

（1）设计了16条链表，每条链表负责某种特定大小的区块，比如第0条链表负责8个字节大小的区块，第1条负责16个字节，以此类推，即（标号数+1）*8；

（2）容器的元素大小都会调整到8的倍数，比如50的会调整到56，然后交给第6条链表负责；

（3）分配器查看链条有没有挂内存块，如果没有，向操作系统要内存，得到的内存块除了头尾有cookie，中间的每一小块内存都不带cookie；

实现过程示意图如下图所示：

在GNU4.9版本以后，分配器也直接调用了operator new来分配内存，之前2.9中的alloc放入了extention allocators中，也就是__pool_alloc，如下图所示：

3.3容器的结构与分类

课件里面将容器的结构和分类讲得很清楚，具体如下图所示：

3.4 容器list

3.4.1 list

G2.9的list：

G4.9的list：

3.4.2 list的iterator

G2.9的iterator：

G4.9相较于G2.9：

• 模板参数只有一个（易理解）；
• node结构有其parent；
• node的成员的type较精确；

具体如下图所示：