76. По умолчанию используйте vector . В противном случае выбирайте контейнер, соответствующий задаче

76. По умолчанию используйте vector. В противном случае выбирайте контейнер, соответствующий задаче

Резюме

Очень важно использовать "правильный контейнер". Если у вас есть весомые причины выбрать определенный тип контейнера, используйте тот контейнер, который наиболее подходит для вашей задачи.

Если конкретных предпочтений нет, возьмите vector и спокойно работайте, зная, что вы сделали верный выбор.

Обсуждение

Ниже представлены три главных аспекта, которые касаются программирования вообще, и выбора контейнера в частности.

• Следует писать в первую очередь корректный, простой и понятный код (см. рекомендацию 6). Предпочтителен выбор контейнера, который позволит вам написать наиболее понятный код. Так, если вам требуется вставка в определенную позицию, используйте последовательный контейнер (например, vector, list). Если вам нужен итератор произвольного доступа, выберите vector, deque или string. Если нужен словарный поиск наподобие c[0]=42;, воспользуйтесь ассоциативным контейнером (например, set, map) — но если вам требуется упорядоченная ассоциативная коллекция, то вы не можете использовать контейнеры с использованием хеширования (нестандартные hash_… или стандартные unordered_… контейнеры).

• Вопросы эффективности при написании должны учитываться только тогда и там, где это действительно необходимо (см. рекомендацию 8). Если на основании проведенных измерений с реальными данными доказано, что скорость поиска действительно критична, можно воспользоваться контейнерами с использованием хеширования (нестандартными hash_… или стандартными unordered_… контейнерами), затем — отсортированным vector, затем — set или map, обычно в приведенном порядке. Даже в этой ситуации отличия асимптотического времени работы (с использованием "большого O", например, линейное и логарифмическое время работы; см. рекомендацию 7) имеет значение, только если контейнеры достаточно велики, чтобы постоянные множители перестали играть роль. Для контейнеров, содержащих небольшие объекты наподобие double, для преодоления влияния постоянных множителей обычно требуется по крайней мере несколько тысяч элементов.

• Там, где это возможно и разумно, лучше писать транзакционный код со строгой гарантией безопасности код (см. рекомендацию 71), и не использовать некорректные объекты (см. рекомендацию 99). Если для вставки и удаления элементов вам требуется транзакционная семантика, или если необходимо минимизировать недействительность итераторов, лучше воспользоваться контейнерами на основе узлов (например, list, set, map).

В противном случае следуйте совету Стандарта: "vector представляет собой тип последовательности, который нужно использовать по умолчанию" ([C++03] §23.1.1).

Если вы сомневаетесь в данном совете, спросите сами себя — действительно ли у вас есть непреодолимые причины не использовать стандартный контейнер vector, который обладает следующими свойствами.

• Гарантирует минимальные среди всех контейнеров накладные расходы памяти на хранение (ноль байтов на объект).

• Гарантирует наивысшую среди всех контейнеров скорость доступа к хранимым элементам.

• Гарантирует локальность ссылок, означающую, что объекты, находящиеся рядом друг с другом в контейнере, гарантированно находятся рядом и в памяти, что не гарантирует ни один другой контейнер.

• Гарантирует совместимость размещения в памяти с размещением, используемым языком программирования С, в отличие от остальных стандартных контейнеров (см. рекомендации 77 и 78).

• Гарантирует наличие самых гибких итераторов (произвольного доступа).

• Почти гарантированно имеет самые быстрые итераторы (указатели или классы со сравнимой производительностью, которые зачастую работают в окончательной (не отладочной) версии с той же скоростью, что и указатели).

Есть ли у вас причины не использовать такой контейнер по умолчанию? Если у вас есть такая причина, связанная с одним из трех аспектов в начале этой рекомендации, то все замечательно — просто воспользуйтесь наиболее подходящим для вас контейнером. Если такой причины нет — возьмите vector и спокойно работайте, зная, что вы сделали верный выбор.

И последнее — лучше использовать контейнеры и алгоритмы стандартной библиотеки, а не стороннего производителя или разработанные самостоятельно.

Примеры

Пример. Использование vector для небольших списков. Распространенное заблуждение — использовать list только потому, что "очевидно, что list —подходящий тип для выполнения операций со списком", таких как вставка в средину последовательности. Тип vector для небольших списков практически всегда превосходит тип list. Несмотря на то, что вставка в средину последовательности требует линейного времени работы у vector, и постоянного — у list, вектор с небольшим количеством элементов обычно справляется с этой задачей быстрее — за счет меньшего постоянного множителя; преимущества асимптотического времени работы list проявляются только при больших количествах элементов в контейнере.

Таким образом, используйте vector, пока размеры данных не потребуют иного выбора (см. рекомендацию 7), либо пока не станет существенной обеспечение строгой гарантии безопасности при возможной генерации исключений копирующим конструктором или копирующим оператором присваивания типа объектов, хранящихся в контейнере. В последнем случае может оказаться важным, что контейнер list обеспечивает строгую гарантию безопасности для операции вставки в коллекцию таких типов.

Ссылки

[Austern99] §5.4.1 • [С++03] §23.1.1 • [Josuttis99] §6.9 • [Meyers01] §1-2, §13, §16, §23, §25 • [Musser01] §6.1 • [Stroustrup00] §17.1, §17.6 • [Sutter00] §7, §20 • [Sutter02] §7