模仿std::vector写线性表的几点感想

Posted 2020-07-21 Harley_Quinn

数据结构还是很早之前学的了，当时才刚学过C语言，实现得都很简单，最近决定重新打牢基础，于是重新开始实现书上的数据结构和算法。

模仿C++ Primer的StrVec以及std::vector，使用模板类+allocater分配内存，遵循“三/五原则”，期间遇到了几个小问题，记录下。

1、unsigned和signed的比较：

在实现insert操作时，写了个私有方法去把数组index处开始的元素向后移动n位。分两种情况处理，一种是容量不够需要重新分配内存，另一种是容量足够，直接向后移动。

前一种分配内存空间后可以直接用uninitialized_copy搬运元素，也可以用Allocater::construct构造元素。而后一种是在原先分配的内存上重新构造元素，因此要注意先更新的位置就不要再使用。

 

如上图，把index为1开始的元素向后移动1位。如果从前往后移动，第一次就会改动位置2处的元素，但是位置2处的元素需要移动到位置3处，这样就造成了错误。

因此需要从后移动，我之前的代码就是  for (size_t i = count - 1; i >= index; --i)

乍看之下没有问题，但是在index为0的时候就出错了。size_t是unsigned int，假如是为0再自减，会变成unsigned包含的最大的数，具体原因我之前写过一篇博客说过。

C语言的补码表示和unsigned及signed的转换

所以我把size_t改成了int，代码变成  for (int i = count - 1; i >= index; --i)

但是依旧出错，调试发现：int i = -1; unsigned index = 0; 那么i > index为true。其实编译器已经把问题提出来了：warning c4018 : signed/unsigned mismatch
signed和unsigned进行比较时会都转换成unsigned比较，也就是说虽然i自减成了负数，但是进行比较时会被强制转换为unsigned，这个循环依旧是个死循环。

解决方法：

1、把index强制转换为int，这样就会是signed之间比较；

2、改成for (int i = 0; i < count - index; ++i)然后改变循环体内关于i的部分，这样比较麻烦，而且i不能直接体现出表达的意义。

2、类模板中定义友元函数

如果友元函数的定义在类中则没有什么问题，如果要写在类的外部就有点麻烦。以下面代码为例。

template <typename T>
class SqList;

template <typename T>
std::ostream &operator<<(std::ostream &, const SqList<T> &);

template <typename T>
class SqList
{
    friend std::ostream &operator<< <T>(std::ostream &, const SqList<T> &);
     // ...   
}

template <typename T>
std::ostream &operator<< (std::ostream &os, const SqList<T> &lst)
{
    for (auto iter = lst.begin(); iter != lst.end(); ++iter)
        os << *iter << \' \';
    return os;
}

首先，友元函数需要在类之前进行声明，这点跟普通类的友元函数不同（具体原因需要复习下模板的知识，暂不深究）。而由于友元函数会用到类模板作为参数，所以必须再对类模板进行前置声明。

其次，模板类的友元函数本质上是个函数模板，因此在类模板中进行友元声明时在函数名后用模板参数实例化，否则就会出现经典的外部链接错误error LINK 2019，因为会判断类外部的函数实现（operator<<）并不是对类内的operator<<的实现，所以在调用这个友元方法时编译器找不到定义。