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C++ 容器库的常见误用和解决方案

PHPz

发布： 2024-05-28 12:09:01

原创

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误用容器库时，常见错误包括未使用固定大小容器（1）、使用迭代器超出范围（2）、使用错误的容器类型（3）、混淆容器适配器和基础容器（4）、以及违反所有权规则（5）。解决方案包括使用列表或容器适配器、检查迭代器有效性或使用基于范围的循环、匹配容器类型及其迭代器、通过容器适配器正确访问基础容器、以及遵循容器库的所有权规则。

C++ 容器库的常见误用和解决方案

C++ 容器库的常见误用和解决方案

容器库是 C++ 标准库的重要组成部分，广泛用于存储和操作数据结构。然而，初学者经常误用这些容器，导致难以发现的错误。

1. 未考虑内存开销

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// 错误：预先分配了比所需更多的空间
vector<int> v(1000000);

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解决方案：只有在需要固定大小容器时才使用，否则使用列表或容器适配器。

// 正确：根据需要增长
list<int> v;

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2. 未正确使用迭代器

// 错误：在范围外访问
for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
  *it += 1;
  if (it == v.end()) {  // 迭代器已无效
    break;
  }
}

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解决方案：始终检查迭代器的有效性，或使用基于范围的 for 循环。

// 正确：基于范围的 for 循环
for (int& x : v) {
  x += 1;
}

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3. 使用“错误”的容器类型

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// 错误：对无序容器使用有序迭代器
set<int> s;
for (auto it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {  // 有序迭代器
  *it += 1;
}

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解决方案：匹配容器类型及其迭代器类型。

// 正确：无序迭代器
for (auto it = s.begin(), ie = s.end(); it != ie; ++it) {
  *it += 1;
}

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4. 混淆了容器适配器和基础容器

// 错误：将容器适配器与基础容器混合使用
map<int, vector<int>> m;
m[0].push_back(1);
m.find(0)->second.push_back(2);  // 错误，返回容器适配器

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解决方案：通过容器适配器访问基础容器时使用正确的语法。

// 正确：通过容器适配器访问基础容器
m.find(0)->second.emplace_back(2);

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5. 违反所有权规则

// 错误：指针指向已销毁的容器中的元素
{
  vector<int> v;
  int* ptr = &v[0];
  v.pop_back();  // ptr 指向已销毁的元素
}

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解决方案：遵循容器库的所有权规则，确保指针指向有效的元素。

// 正确：使用智能指针或引用
std::shared_ptr<int> ptr = &v[0];

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实战案例：

编写一个程序，从文件中读取一组单词并计数它们的出现次数。使用无序映射来存储单词和它们的计数。

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>

using namespace std;

int main() {
  // 读取单词并计数出现次数
  unordered_map<string, int> word_counts;
  for (string line; getline(cin, line); ) {
    for (string word : line | views::split(" ")) {  // C++20 范围-视图
      word_counts[word]++;
    }
  }

  // 打印出现次数最多的 10 个单词
  for (auto [word, count] : word_counts | views::take(10) | views::reverse) {
    cout << word << ": " << count << '\n';
  }
}

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