高效使用 STL 的 11 個條款

僅僅是個選擇的問題，都是STL，可能寫出來的效率相差幾倍；
熟悉如下條款，高效的使用STL；

當對象很大時，創建指針的容器而不是對象的容器

1. STL基於拷貝的方式的來工做，任何須要放入STL中的元素，都會被複制；
   這也好理解，STL工做的容器是在堆內開闢的一塊新空間，而咱們本身的變量通常存放在函數棧或另外一塊堆空間中；爲了可以徹底控制STL本身的元素，爲了能在本身的地盤隨心幹活；這就涉及到複製；
   而若是複製的對象很大，由複製帶來的性能代價也不小 ；
   對於大對象的操做，使用指針來代替對象能消除這方面的代價；

2. 只涉及到指針拷貝操做， 沒有額外類的構造函數和賦值構造函數的調用；

   vecttor <BigObj> vt1;
   vt1.push_bach(myBigObj);
   
   vecttor <BigObj* > vt2;
   vt2.push_bach(new BigObj());

注意事項：

1. 容器銷燬前須要自行銷燬指針所指向的對象；不然就形成了內存泄漏；
2. 使用排序等算法時，須要構造基於對象的比較函數，若是使用默認的比較函數，其結果是基於指針大小的比較，而不是對象的比較；

用empty() 代替size()來檢查是否爲空

由於對於list，size()會遍歷每個元素來肯定大小，時間複雜度 o（n），線性時間；而empty老是保證常數時間；

儘可能用區間成員函數代替單元素操做

使用區間成員函數有如下好處：

1. 更少的函數調用
2. 更少的元素移動
3. 更少的內存分配

例：將v2後半部的元素賦值給v1：

單元式操做：

for (vector<Widget>::const_iterator ci = v2.begin() + v2.size() / 2;
ci != v2.end();
++ci)
v1.push_back(*ci)

使用區間成員函數assign()：

v1.assign(v2.begin() + v2.size() / 2, v2.end());

使用reserver避免沒必要要的內存分配(for vector)

新增元素空間不夠時，vector會進行以下操做：

1. 分配當前空間的兩倍空間；
2. 將當前元素拷貝到新的空間中；
3. 釋放以前的空間；
4. 將新值放入新空間指定位置；

若是預先知道空間的大小，預先分配了空間避免了從新分配空間和複製的代價；
注：reserve()只是修改了容量，並不是大小，向vector中增長元素仍是須要經過push_back加入；

使用有序的vector代替關聯容器(階段性的操做適用)

對階段性操做的定義：
先作一系列插入、完成以後，後續操做都是查詢；

在階段性的操做下，使用vector有如下優點：

1. 由於vector有序，關聯容器帶來的有序優點散失；
2. 都是使用二分法查找的前提下，查詢算法對連續的內存空間的訪問要快於離散的空間；

在map的insert()和operator［］中仔細選擇

插入時，insert效率高；由於operator會先探查是否存在這個元素，若是不存在就構造一個臨時的，而後才涉及到賦值，多了一個臨時對象的構造；

更新時，［］效率更高，insert會創造一個對象，而後覆蓋一個原有對象；而［］是在原有的對象上直接賦值操做；

散列函數的默認比較函數是equal＿to，由於不須要保持有序；

儘可能用算法替代手寫的循環

1. 效率相比手寫更高；
   STL的代碼都是C++專家寫出來的，專家寫出來的代碼在效率上很難超越；
   除非咱們放棄了某些特性來知足特定的需求，可能能快過stl；好比，基於特定場合下的編程，放棄通用性，可移植性；
2. 不容易出錯；
3. 使用高層次思惟編程
   相比彙編而言，C是高級語言；一條C語言語句，用匯編寫須要好幾條；
   一樣的，在STL的世界中，咱們也有高層次的術語：
   高層次的術語：insert／find／for＿each（STL算法）
   低層次的詞彙：for ／while（C++語法）
   用高層次術語來思考編程，會更簡單；

儘可能用成員函數代替同名的算法

1. 基於效率考慮，成員函數知道本身這個容器和其餘容器有哪些特有屬性，可以利用到這些特性；而通用算法不能夠；
2. 對於關聯容器，成員函數find基於等價搜索；而通用算法find基於相等來搜索；可能致使結果不同；

使用函數對象代替裸函數做爲算法的輸入參數

由於內聯，在函數對象的方式中，內聯有效，而做爲函數指針時，通常編譯器都不會內聯函數指針指向的函數；即便指定了inline；
好比：

inline bool doubleGreater(double d1, double d2)
{
    return dl > d2;
}
vector<double> v;
...
sort(v.begin(), v.end(), doubleGreater);

這個調用不是真的把doubleGreater傳給sort，它傳了一個doubleGreater的指針。
更好的方式是使用函數對象：

sort(v.begin(), v.end(), greater<double>())

注：《effcient c＋＋》中的實驗結論，使用函數對象通常是裸函數的1.5倍，最多能快2倍多

選擇合適的排序算法

須要排序前思考咱們的必要需求，可能咱們只是須要前多少個元素，這時並不須要使用sort這種線性時間的工具，性能消耗更少的parttition多是更好的選擇；

如下算法的效率從左到右依次遞減：

partition > stable_partition / nth_element / patical_sort / sort / stable_sort

功能說明：

• partition ：將集合分隔爲知足和不知足某個標準兩個區間；
• stable_partition ：partition的穩定版本；
• nth_element ：獲取任意順序的前N個元素；
• patical_sort ：獲取前N個元素，這個N個元素已排序；
• sort：排序整個區間；
• stable_sort：sort的穩定版本；

選擇合適的容器

爲何vector不提供push_front()成員方法？由於效率太差，若是有太多從前面插入的需求，就不該該使用vector，而用list；
關心查找速度，首先應該考慮散列容器（非標準STL容器,如：unordered_map,unordered_set)；其次是排序的vector，而後是標準的關聯容器；

參考

《effictive STL》
《Efficient C++》

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Posted by: 大CC | 25JUN,2015
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