अपना खुद का STL कंटेनर लिखना

Question

क्या ऐसे दिशानिर्देश हैं कि किसी को नए कंटेनर को कैसे लिखना चाहिए जो किसी भी STLकंटेनर की तरह व्यवहार करेगा ?

Comments

मौजूदा मानक कंटेनरों के कार्यान्वयन को देखें, और उन्हें समझने की कोशिश करें - फ़ंक्शंस, रिटर्न प्रकार, ऑपरेटर ओवरलोड, नेस्टेड प्रकार, मेमोरी प्रबंधन और सभी।

— नवाज

मैं आमतौर पर जो भी मैं कर रहा हूँ, msdn, या मानक से अवधारणा के सबसे निकट के फंक्शन प्रोटोटाइप को कॉपी करके शुरू करता हूं। ( cplusplus.com के पास C ++ 11 फ़ंक्शन नहीं हैं, और www.sgi.com मेल नहीं खाता)

— मूइंग डक

@Mooing बतख: आपको लगता है कि msdn sgi की तुलना में मानक के करीब है?

— दानी

यह निश्चित रूप से है। MSDN वर्तमान है - SGI पूर्व-मानक

— पिल्ला

सबसे अच्छा ऑनलाइन संदर्भ (wrt पूर्णता, शुद्धता और विशेष रूप से प्रयोज्य) दूर cppreference.com द्वारा है। यह लाइब्रेरी से अलग भाषा सुविधाओं की एक टन की व्याख्या भी करता है। और यह एक विकी है, इसलिए इसमें cplusplus.com की तुलना में कम त्रुटियां होनी चाहिए।

— रुबेंव

Answer 1

यहाँ एक दृश्य छद्म कंटेनर मैं से § 23.2.1 \ 4 नोट में इकट्ठा कि iterator_categoryसे एक होना चाहिए std::input_iterator_tag, std::output_iterator_tag, std::forward_iterator_tag, std::bidirectional_iterator_tag, std::random_access_iterator_tag। यह भी ध्यान दें कि नीचे तकनीकी रूप से आवश्यकता से अधिक सख्त है, लेकिन यह विचार है। ध्यान दें कि "मानक" फ़ंक्शन का विशाल बहुमत तकनीकी रूप से वैकल्पिक है, जो कि पुनरावृत्तियों के कारण होता है।

template <class T, class A = std::allocator<T> >
class X {
public:
    typedef A allocator_type;
    typedef typename A::value_type value_type; 
    typedef typename A::reference reference;
    typedef typename A::const_reference const_reference;
    typedef typename A::difference_type difference_type;
    typedef typename A::size_type size_type;

    class iterator { 
    public:
        typedef typename A::difference_type difference_type;
        typedef typename A::value_type value_type;
        typedef typename A::reference reference;
        typedef typename A::pointer pointer;
        typedef std::random_access_iterator_tag iterator_category; //or another tag

        iterator();
        iterator(const iterator&);
        ~iterator();

        iterator& operator=(const iterator&);
        bool operator==(const iterator&) const;
        bool operator!=(const iterator&) const;
        bool operator<(const iterator&) const; //optional
        bool operator>(const iterator&) const; //optional
        bool operator<=(const iterator&) const; //optional
        bool operator>=(const iterator&) const; //optional

        iterator& operator++();
        iterator operator++(int); //optional
        iterator& operator--(); //optional
        iterator operator--(int); //optional
        iterator& operator+=(size_type); //optional
        iterator operator+(size_type) const; //optional
        friend iterator operator+(size_type, const iterator&); //optional
        iterator& operator-=(size_type); //optional            
        iterator operator-(size_type) const; //optional
        difference_type operator-(iterator) const; //optional

        reference operator*() const;
        pointer operator->() const;
        reference operator[](size_type) const; //optional
    };
    class const_iterator {
    public:
        typedef typename A::difference_type difference_type;
        typedef typename A::value_type value_type;
        typedef typename const A::reference reference;
        typedef typename const A::pointer pointer;
        typedef std::random_access_iterator_tag iterator_category; //or another tag

        const_iterator ();
        const_iterator (const const_iterator&);
        const_iterator (const iterator&);
        ~const_iterator();

        const_iterator& operator=(const const_iterator&);
        bool operator==(const const_iterator&) const;
        bool operator!=(const const_iterator&) const;
        bool operator<(const const_iterator&) const; //optional
        bool operator>(const const_iterator&) const; //optional
        bool operator<=(const const_iterator&) const; //optional
        bool operator>=(const const_iterator&) const; //optional

        const_iterator& operator++();
        const_iterator operator++(int); //optional
        const_iterator& operator--(); //optional
        const_iterator operator--(int); //optional
        const_iterator& operator+=(size_type); //optional
        const_iterator operator+(size_type) const; //optional
        friend const_iterator operator+(size_type, const const_iterator&); //optional
        const_iterator& operator-=(size_type); //optional            
        const_iterator operator-(size_type) const; //optional
        difference_type operator-(const_iterator) const; //optional

        reference operator*() const;
        pointer operator->() const;
        reference operator[](size_type) const; //optional
    };

    typedef std::reverse_iterator<iterator> reverse_iterator; //optional
    typedef std::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator; //optional

    X();
    X(const X&);
    ~X();

    X& operator=(const X&);
    bool operator==(const X&) const;
    bool operator!=(const X&) const;
    bool operator<(const X&) const; //optional
    bool operator>(const X&) const; //optional
    bool operator<=(const X&) const; //optional
    bool operator>=(const X&) const; //optional

    iterator begin();
    const_iterator begin() const;
    const_iterator cbegin() const;
    iterator end();
    const_iterator end() const;
    const_iterator cend() const;
    reverse_iterator rbegin(); //optional
    const_reverse_iterator rbegin() const; //optional
    const_reverse_iterator crbegin() const; //optional
    reverse_iterator rend(); //optional
    const_reverse_iterator rend() const; //optional
    const_reverse_iterator crend() const; //optional

    reference front(); //optional
    const_reference front() const; //optional
    reference back(); //optional
    const_reference back() const; //optional
    template<class ...Args>
    void emplace_front(Args&&...); //optional
    template<class ...Args>
    void emplace_back(Args&&...); //optional
    void push_front(const T&); //optional
    void push_front(T&&); //optional
    void push_back(const T&); //optional
    void push_back(T&&); //optional
    void pop_front(); //optional
    void pop_back(); //optional
    reference operator[](size_type); //optional
    const_reference operator[](size_type) const; //optional
    reference at(size_type); //optional
    const_reference at(size_type) const; //optional

    template<class ...Args>
    iterator emplace(const_iterator, Args&&...); //optional
    iterator insert(const_iterator, const T&); //optional
    iterator insert(const_iterator, T&&); //optional
    iterator insert(const_iterator, size_type, T&); //optional
    template<class iter>
    iterator insert(const_iterator, iter, iter); //optional
    iterator insert(const_iterator, std::initializer_list<T>); //optional
    iterator erase(const_iterator); //optional
    iterator erase(const_iterator, const_iterator); //optional
    void clear(); //optional
    template<class iter>
    void assign(iter, iter); //optional
    void assign(std::initializer_list<T>); //optional
    void assign(size_type, const T&); //optional

    void swap(X&);
    size_type size() const;
    size_type max_size() const;
    bool empty() const;

    A get_allocator() const; //optional
};
template <class T, class A = std::allocator<T> >
void swap(X<T,A>&, X<T,A>&); //optional

इसके अलावा, जब भी मैं एक कंटेनर बनाता हूं, तो मैं इस तरह से कम या ज्यादा कक्षा के साथ परीक्षण करता हूं:

#include <cassert>
struct verify;
class tester {
    friend verify;
    static int livecount;
    const tester* self;
public:
    tester() :self(this) {++livecount;}
    tester(const tester&) :self(this) {++livecount;}
    ~tester() {assert(self==this);--livecount;}
    tester& operator=(const tester& b) {
        assert(self==this && b.self == &b);
        return *this;
    }
    void cfunction() const {assert(self==this);}
    void mfunction() {assert(self==this);}
};
int tester::livecount=0;
struct verify {
    ~verify() {assert(tester::livecount==0);}
}verifier;

जब आप अपने कंटेनर का परीक्षण करते testerहैं, तब वस्तुओं के कंटेनर बनाएं और प्रत्येक को कॉल करें function()। कोई वैश्विक testerवस्तु न बनाएं । यदि आपका कंटेनर कहीं भी धोखा देता है, तो यह testerवर्ग करेगा assertऔर आपको पता चल जाएगा कि आपने गलती से कहीं धोखा दिया है।

Comments

यह दिलचस्प है। आपका परीक्षक कैसे काम करता है? कई पार्स त्रुटियां हैं, जो तुच्छ (गायब हैं? ') हैं, लेकिन यह सुनिश्चित नहीं है कि विनाशकारी कार्यों को कैसे सत्यापित करें। ओह, आपका मतलब था assert(tester::livecount == 0);। Mmmmm, अभी भी यकीन नहीं है कि यह टेस्टर फ्रेमवर्क कैसे काम करता है। क्या आप एक उदाहरण दे सकते हैं?

— एड्रियन

परीक्षक के पास एक एकल नॉनस्टैटिक सदस्य है जो अपने आप में एक संकेतक है, और विध्वंसक और सदस्य यह जांचने का एक तरीका है कि यह अमान्य memcpyहुआ। (परीक्षण मूर्ख नहीं है, लेकिन यह कुछ पकड़ता है)। livecountसुनिश्चित करें कि आपके कंटेनर निर्माणकर्ता और विनाशकर्ता की एक समान संख्या कहा जाता है बनाने के लिए एक सरल रिसाव डिटेक्टर है।

— मूविंग डक

ठीक है, मैं इसे देखता हूं, लेकिन यह कैसे आपके पुनरावृत्ति का परीक्षण करता है? BTW, मुझे लगता है कि तुम मतलब verifierनहीं था varifier।

— एड्रियन

@ एड्रियन नहीं नहीं, आप अपना कंटेनर लिखते हैं, और फिर कंटेनर में इनमें से एक गुच्छा डालते हैं, और कंटेनर के साथ काम करते हैं, यह सत्यापित करने के लिए कि आपने गलती से यादगार नहीं किया था, और सभी विध्वंसक को कॉल करने के लिए याद किया।

— मूविंग डक

हो सकता है कि मैं std::iteratorहेडर से <iterator>

— स्पेटर को

Answer 2

आपको कंटेनरों के बारे में C ++ मानक अनुभाग पढ़ना होगा और कंटेनर कार्यान्वयन के लिए C ++ मानक लागू होता है।

C ++ 03 मानक में प्रासंगिक अध्याय है:

धारा 23.1 कंटेनर आवश्यकताएं

C ++ 11 मानक में प्रासंगिक अध्याय है:

धारा 23.2 कंटेनर आवश्यकताएँ

C ++ 11 मानक का निकट-अंतिम मसौदा यहां स्वतंत्र रूप से उपलब्ध है ।

आप कुछ उत्कृष्ट पुस्तकें भी पढ़ सकते हैं, जो कंटेनर के उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण से आवश्यकताओं को समझने में आपकी सहायता करेंगी। दो उत्कृष्ट पुस्तकें, जिन्होंने मेरे दिमाग को आसानी से मारा:

स्कॉट मेयर्स एंड
द सी ++ स्टैंडर्ड लाइब्रेरी द्वारा प्रभावी एसटीएल : निकोलाई जोसुतिल्सद्वारा एक ट्यूटोरियल और संदर्भ

Answer 3

यहां एक नकली वेक्टर का एक बहुत ही सरल कार्यान्वयन है, जो मूल रूप से एक आवरण के आसपास है std::vectorऔर इसका अपना (लेकिन वास्तविक) पुनरावृत्त है, जो एसटीएल पुनरावृत्त की नकल करता है। फिर, पुनरावृत्ति बहुत सरल है, कई अवधारणाओं पर लंघन है const_iterator, जैसे वैधता जांच आदि।

कोड बॉक्स से बाहर चलाने योग्य है।

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

template<typename T>
struct It
{
    std::vector<T>& vec_;
    int pointer_;

    It(std::vector<T>& vec) : vec_{vec}, pointer_{0} {}

    It(std::vector<T>& vec, int size) : vec_{vec}, pointer_{size} {}

    bool operator!=(const It<T>& other) const
    {
        return !(*this == other);
    }

    bool operator==(const It<T>& other) const
    {
        return pointer_ == other.pointer_;
    }

    It& operator++()
    {
        ++pointer_;            
        return *this;
    }

    T& operator*() const
    {
        return vec_.at(pointer_);   
    }
};

template<typename T>
struct Vector
{
    std::vector<T> vec_;

    void push_back(T item)
    {
        vec_.push_back(item);
    };

    It<T> begin()
    {
        return It<T>(vec_);
    }

    It<T> end()
    {
        return It<T>(vec_, vec_.size());
    }
};

int main()
{
  Vector<int> vec;
  vec.push_back(1);
  vec.push_back(2);
  vec.push_back(3);

  bool first = true;
  for (It<int> it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it)
  {
      if (first) //modify container once while iterating
      {
          vec.push_back(4);
          first = false;
      }

      std::cout << *it << '\n'; //print it 
      (*it)++;                  //change it
  }

  for (It<int> it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it)
  {
      std::cout << *it << '\n'; //should see changed value
  }
}