[stl 源码分析] std::list::size 时间复杂度
在对Linux上C++项目进行性能压测时,一个意外的发现是std::list::size方法的时间复杂度并非预期的高效。原来,这个接口在较低版本的g++(如4.8.2)中是通过循环遍历整个列表来计算大小的,这导致了明显的性能瓶颈。@NagiS的activity定时源码分析提示揭示了这个问题可能与g++版本有关。
在功能测试阶段,CPU负载始终居高不下,通过火焰图分析,std::list::size的调用占据了大部分执行时间。火焰图的使用帮助我们深入了解了这一问题。
查阅相关测试源码(源自cplusplus.com),在较低版本的g++中,std::list通过逐个节点遍历来获取列表长度,这种操作无疑增加了时间复杂度。然而,对于更新的g++版本(如9),如_glibcxx_USE_CXX_ABI宏启用后,list的实现进行了优化。它不再依赖遍历,而是利用成员变量_M_size直接存储列表大小,从而将获取大小的java跳舞编码源码时间复杂度提升到了[公式],显著提高了性能。具体实现细节可在github上找到,如在/usr/include/c++/9/bits/目录下的代码。
C++ STL std::list部分实现
本文主要概述了C++ STL中的std::list部分实现,包括其结构、迭代器、结点定义以及关键操作的实现。list是一种环状双向链表,其核心是通过一个哨兵结点来维护链表状态。继承与数据结构
std::list定义在stl_list.h中,其继承关系复杂,list继承自_List_base,后者包含_List_impl,后者又继承自_Node_alloc_type。ListNode和ListNodeBase也存在继承关系。核心数据成员
list的主要数据成员是哨兵结点,它指向链表的尾部,哨兵结点的_M_data用于表示链表的长度,实现了O(1)的size()查询。构造与操作
构造函数list(n, value)初始化时,首先分配内存并填充节点。idc引导页源码其中的_M_hook函数用于将新节点挂载到指定位置,其定义在list库的内部实现中。常用方法
begin和end方法根据哨兵结点的指向来确定链表的开始和结束,当list为空时,这些方法的实现有所不同。 其他常见的成员函数如push_back和insert,主要是通过双向链表的指针操作来完成的,这里不再详述。 总的来说,理解list的这些核心概念和操作,你就可以在需要时自如地使用std::list了。STLlist如何删除指定的元素
1. 在STL中,`std::list`是一个双向链表容器,用于存储元素的顺序集合。
2. 要删除`std::list`中的指定元素,可以使用`std::remove_if`算法配合范围基础的for循环,或者利用`std::list::erase`方法。
3. 示例代码中使用了`std::remove`结合范围基础的for循环来删除与`subscriber`地址相等的元素。这种方法首先创建一个新迭代器,它指向所有与`subscriber`地址相等的元素的最后一个。
4. `std::remove`函数的棋牌游戏源码价钱实现通常会移动所有要删除的元素到容器的一端,然后返回指向这些元素的迭代器。在此示例中,该函数将所有要删除的元素移动到`subscribers_`容器的末尾。
5. 然后,代码使用`std::distance`计算新旧迭代器之间的距离,以确定需要删除多少元素。
6. `std::list::erase`方法随后用于一次删除所有这些元素。
7. 对于其他不提供`remove`函数的STL容器,如`std::vector`,上述技巧同样适用。虽然这些容器没有内置的`remove`函数,但它们可以通过类似的算法实现删除功能。
8. 重要的是要注意,`std::remove`和`std::remove_if`算法并不直接从容器中删除元素,而是移动它们,并返回指向这些元素的迭代器。实际删除操作需要手动完成,通常通过调用`erase`方法。
STL容器—list使用技巧
列表容器(list)在STL中是一种序列容器,特点是非连续内存分配。对比vector,海盗来了源码购买其查找操作通常较慢,但插入和删除操作速度较快。列表通常实现为双向链表,这为实现单链表提供了便利。通过双向链接,可在常数时间内进行插入和删除操作,但查找操作需遍历整个列表,时间复杂度为O(n)。
查看上图,可了解std::list在内存中的布局,列表中的元素通过双向链接结点存储,每个结点包含数据和指向前后结点的指针。
列表的查找操作耗时,一旦找到元素,后续操作如更新、插入或删除则为常数时间复杂度。从性能角度看,list并不总是最佳选择,但在某些场景下仍具有优势。
以下代码展示了如何使用list进行内存分配测试,结果显示list的内存分配与vector不同,不会在插入元素时进行内存重新分配和数据拷贝。
清理list内存通常较为复杂。std::list自身并未提供内存释放接口,且标准库不保证立即释放内存。只有vector和string容器支持类似std::vector的swap函数,以在清理内存时立即释放空间。例如,chromium.org源代码中的stl_util.h文件中的清理代码仅适用于vector和string。
尽管在多数情况下std::list似乎并不突出,它在某些特定场景中仍具有用武之地。例如,当需要频繁插入和删除元素,而访问元素的顺序不固定时,list可能是更优选择。此外,当处理大量数据且内存使用效率是关键因素时,list的特性也能带来优势。因此,在权衡效率和特定需求后,list仍值得在编程实践中考虑。
STL源码剖析总结笔记(5):认识迭代器的好帮手--list
在深入探讨STL中的`list`容器之前,我们先简要回顾了`vector`的特性以及分配器(`allocator`)的作用。接下来,我们将转向一个具有代表性的容器——`list`。之所以说其具有代表性,是因为`list`利用非连续的空间存储元素,从而在空间利用上更为精确。学习`list`是掌握迭代器机制的第一步。
“list”实质上是双向链表,它具有两个重要特性:前向指针和后向指针。在STL中,`list`节点的定义可能使用`_list_node*`(可能为了兼容性或设计规范)来指代节点结构,其中包含了指向下一个节点和上一个节点的指针。
`list`的内部实现为一个环状的双向链表结构,通过一个指向虚拟尾节点的指针`node`来方便遍历。`begin()`和`end()`方法的实现依赖于这个`node`。此外,`empty()`、`size()`、`front()`(访问头节点内容)、`back()`(访问尾节点内容)等方法的实现相对直截了当。
`list`的迭代器(`iterator`)设计得更为复杂,因为非连续的空间分配使得简单指针的操作无法直接使用。迭代器需要智能地追踪当前节点及其前后的节点,以便进行递增、递减和取值操作。这要求迭代器实现诸如`++`和`--`等操作符的重载,同时还需要定义至少1-5个`typedef`类型来支持迭代器的基本行为。
`++`操作符的重载遵循前置`++`和后置`++`的区别:前置`++`直接返回计算后的结果(即更新后的迭代器),而后置`++`返回迭代器的副本,避免了在C++中直接对整数进行两次后置`++`的操作,因为这会导致未定义的行为。`*`和`->`操作符用于访问当前节点的数据和成员,后者通过`*`操作符访问节点数据后再通过指针访问成员,确保了数据的安全访问。
`list`的基本操作主要依赖于节点指针的移动和修改,如插入、删除等。这些操作通常需要考虑双向链表的特性以及虚拟尾节点的存在,以避免丢失数据或产生无效指针。例如,`transfer()`方法是一个关键功能,允许将一段连续范围的元素移动到链表中的特定位置,这是许多其他复杂操作的基础。
在`list`中,`transfer()`方法实现了将`[first,last)`范围内的元素移动到指定位置的逻辑,通过调整节点的`next`和`prev`指针来完成移动,同时确保了数据的完整性。基于`transfer()`方法,其他高级操作也能够实现,尽管这些操作通常不直接暴露给用户,而是通过封装在`list`内部的实现来提供。
学习`list`不仅有助于理解迭代器的设计原理,也为探索其他容器(如`vector`和`deque`)的实现提供了基础。在接下来的内容中,我们将详细探讨迭代器的实现技巧,以及如何在实际编程中利用这些概念来优化代码。
STL List构造
在C++的STL库中,`list`是一种可以双向遍历的数据结构,它允许元素在中间插入和删除,适用于需要频繁插入和删除元素的场景。下面将介绍如何使用`list`构造。 首先,创建一个空链表: 使用`list c0;`创建一个空链表`c0`。 接着,构建一个包含三个默认值为0的元素的链表: 使用`list c1(3);`创建一个包含三个元素的链表`c1`,这些元素默认值为0。 然后,构建一个包含五个元素值都是2的链表: 使用`list c2(5, 2);`创建一个包含五个元素的链表`c2`,每个元素值都为2。 再创建一个复制链表`c2`的链表: 使用`list c4(c2);`创建一个复制链表`c2`的链表`c4`。 最后,构建一个从特定范围获取元素的链表: 使用`list c5(c1.begin(), c1.end());`创建一个从链表`c1`的起始元素到结束元素的链表`c5`。 通过上述构造方法,可以灵活地根据需求创建不同特性的`list`对象,实现高效的数据管理。扩展资料
就是一双向链表,可高效地进行插入删除元素。包括构造、方法等。å ³äºSTL List
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#include<iostream>
#include <string>
#include<list>
using namespace std;
typedef struct
{
int a;
string b;
}node;
int main()
{
std::list<node> nodelist(3);
int x=0;
node n1;
n1.a=1;
n1.b="chen";
nodelist.push_back(n1);
node n2;
n2.a=2;
n2.b="yu";
nodelist.push_back(n2);
node n3;
n3.a=3;
n3.b="hua";
nodelist.push_back(n3);
std::list<node>::iterator iter;
for(iter=nodelist.begin();iter!=nodelist.end();iter++)
{
cout<<iter->a<<":"<<iter->b<<endl;
}
return 0;
}
è³äºä½ åºç°çé误ï¼ä¸ç¥éä½ ææè¿æ¯æ æï¼å¦ææ³å»æåé¢é£ä¸è¡ä¸è¥¿å¯ä»¥è¿ä¹æ¹
list<node> nodelist;
建议çä¸å®¹å¨ç±»éé¢å°åºæåªäºæ¹æ³