C++ STL 容器全解之 vector by 彭于斌（ @archibate ） 往期录播： https://www.bilibili.com/video/BV1fa411r7zp 课程 PPT 和代码： https://github.com/parallel101/course C++ 标准库五大件：容器（ container ） C++ 标准库五大件：迭代器（ iterator iterator ） C++ 标准库五大件：算法（ algorithm ） C++ 标准库五大件：仿函数（ functor ） C++ 标准库五大件：分配器（ allocator ） 侯捷 STL 侯捷 STL vector 容器 vector 容器：构造函数 • vector 的功能是长度可变的数组，他里面的数据 存储在堆上。 • vector 是一个模板类，第一个模板参数是数组里 元素的类型。 对应到 链表的 curr = curr->next 上。 • 这样一个用起来就像普通的指针，但内部却通 过运算符重载适配不同容器的特殊类，就是迭 代器 (iterator) ，迭代器是 STL 中容器和算法 之间的桥梁。 迭代器模式：首迭代器＋尾迭代器 • 如果让小彭老师来写 list 容器和他的迭代器，他的 内部具体实现可能是这样的。 • 迭代器的这些运算符，都是约定俗成的，其根本目

- 课程大纲 • 分为前半段和后半段，前半段主要介绍现代 C++ ，后半段主要介绍并行编程与优化。 1.课程安排与开发环境搭建： cmake 与 git 入门 2.现代 C++ 入门：常用 STL 容器， RAII 内存管理 3.现代 C++ 进阶：模板元编程与函数式编程 4.编译器如何自动优化：从汇编角度看 C++ 5.C++11 起的多线程编程：从 mutex 到无锁并行 6.并行编程常用框架： 官方文档 ](https://git-scm.com/doc) - [GitHub 官方文档 ](https://docs.github.com/en) 古代： C 语言 近代： C++98 引入 STL 容器库 近现代： C++11 引入了 {} 初始化表达式 近现代： C++11 引入了 range-based for-loop 如果想使用 for_each 这个算法模板呢？ 我知道可以用 C++17 引入常用数值算法 未来： C++20 引入区间（ ranges ） https://zhuanlan.zhihu.com/p/350068132 未来： C++20 引入模块（ module ） https://zhuanlan.zhihu.com/p/350136757 未来： C++20 允许函数参数为自动推断（ auto ） 未来： C++20 引入协程（ coroutine

的爱恨纠葛 ( 本期 ) 4. 万能的 map 容器全家桶及其妙用举例 5. 函子 functor 与 lambda 表达式知多少 6. 通过实战案例来学习 STL 算法库 7. C++ 标准输入输出流 & 字符串格式化 8. traits 技术，用户自定义迭代器与算法 9. allocator ，内存管理与对象生命周期 ASCII 码 第 1 章 古代 C 语言的 sprintf 2. 古代 C++ 的 stringstream 3. C++20 新增的 std::format 4. 第三方库提供的 fmt::format （ https://github.com/fmtlib/fmt ） 5. 参考小彭老师在 zeno 里手撸的两个函数（能支持任意 STL 容器的打印） ： • https://github.com/zenustech/z string 也有一个成员函数 compare ，他也是返回 -1 、 1 、 0 表示大小关系。此外， C++20 中引入了 <=> 这个万能比较运 算符，意在取代 compare 成为标准，不过这个更加强类型一点。 • 总之， a == b 和 !a.compare(b) 等价。 C++20 新增： starts_with 和 ends_with • s.starts_with(str) 等价于

- 课程大纲 • 分为前半段和后半段，前半段主要介绍现代 C++ ，后半段主要介绍并行编程与优化。 1.课程安排与开发环境搭建： cmake 与 git 入门 2.现代 C++ 入门：常用 STL 容器， RAII 内存管理 3.现代 C++ 进阶：模板元编程与函数式编程 4.编译器如何自动优化：从汇编角度看 C++ 5.C++11 起的多线程编程：从 mutex 到无锁并行 6.并行编程常用框架： GLSL 语法的数学矢量 / 矩阵库（附带一些常用函数，随机数生成等） 4. Tencent/rapidjson - 单纯的 JSON 库，甚至没依赖 STL （可定制性高，工程美学经典） 5. ericniebler/range-v3 - C++20 ranges 库就是受到他启发（完全是头文件组成） 6. fmtlib/fmt - 格式化库，提供 std::format 的替代品（需要 -DFMT_HEADER_ONLY fmtlib/fmt - 格式化库，提供 std::format 的替代品 2. gabime/spdlog - 能适配控制台，安卓等多后端的日志库 3. ericniebler/range-v3 - C++20 ranges 库就是受到他启发 4. g-truc/glm - 模仿 GLSL 语法的数学矢量 / 矩阵库 5. abseil/abseil-cpp - 旨在补充标准库没有的常用功能 6.

string_view ， const char * 的爱恨纠葛 4. 万能的 map 容器全家桶及其妙用举例 5. 函子 functor 与 lambda 表达式知多少 6. 通过实战案例来学习 STL 算法库 7. C++ 标准输入输出流 & 字符串格式化 8. traits 技术，用户自定义迭代器与算法 9. allocator ，内存管理与对象生命周期 set 和 vector 的区别 • 代器基本等效于指针。 • set 也有 begin() 和 end() 函数，他返回的迭代器对象重 载了 * 来访问指向的地址。 迭代器的五大分类 提供的运算符重载 具有此迭代器的容器 相应的 C++20 concept 输入迭代器 * （可读取）， != ， == ， ++ （一次 性） istream_iterator input_iterator 输出迭代器 * （可写入）， != ， https://www.cplusplus.com/reference/iterator/istream_iterator 包含关系：前向迭代器＞双向迭代器＞随机访问迭代器 这意味着如果一个 STL 模板函数（比如 std::find ）要求迭代器是前向迭代器即可，那么也可 以给他随机访问迭代器，因为前向迭代器是随机访问迭代器的子集。 例如， vector 和 list 都可以调用 std::find

- 课程大纲 • 分为前半段和后半段，前半段主要介绍现代 C++ ，后半段主要介绍并行编程与优化。 1.课程安排与开发环境搭建： cmake 与 git 入门 2.现代 C++ 入门：常用 STL 容器， RAII 内存管理 3.现代 C++ 进阶：模板元编程与函数式编程 4.编译器如何自动优化：从汇编角度看 C++ 5.C++11 起的多线程编程：从 mutex 到无锁并行 6.并行编程常用框架： • 带 auto 参数的 lambda 表达式，和模板 函数一样，同样会有惰性、多次编译的特 性。 C++20 前瞻：函数也可以 auto ， lambda 也可以 • 如右图，两者的用法可以互换，更方便了 。 • 老师也欢迎同学们在作业中尝试 C++20 新特性，如果你们有相应的编译环境的话 。 • auto wrap(auto f) { • return

- 课程大纲 • 分为前半段和后半段，前半段主要介绍现代 C++ ，后半段主要介绍并行编程与优化。 1.课程安排与开发环境搭建： cmake 与 git 入门 2.现代 C++ 入门：常用 STL 容器， RAII 内存管理 3.现代 C++ 进阶：模板元编程与函数式编程 4.编译器如何自动优化：从汇编角度看 C++ 5.C++11 起的多线程编程：从 mutex 到无锁并行 6.并行编程常用框架： ，从而不会生成边界特判的分支 。 假定指针是 16 字节对齐的： assume_aligned 如果能保证指针 a 总是对齐到 16 字节，在 GCC 编译器中这样 写： 但这样不通用，因此 C++20 引入了标准化的 std::assume_aligned ： movups 变成了 movaps 对齐的读写可能 带来微乎其微的 性能提升…… 数组求和： reduction 的优化 你看懂了吗？没关系！小彭老师也没看 unroll 甚至略微超过了并 行版的 AOS ！可见 OpenMP 并非万能膏 药，单线程的程序认真优化后一样打败无脑 并行。 结论： SOA 是针对这个案例最高效的数据排布格式 第 7 章： STL 容器 std::vector ：也有指针别名问题 __restrict ：能否用于 std::vector ？ 没用！ 解决方案： pragma omp simd 或 pragma GCC

- 课程大纲 • 分为前半段和后半段，前半段主要介绍现代 C++ ，后半段主要介绍并行编程与优化。 1.课程安排与开发环境搭建： cmake 与 git 入门 2.现代 C++ 入门：常用 STL 容器， RAII 内存管理 3.现代 C++ 进阶：模板元编程与函数式编程 4.编译器如何自动优化：从汇编角度看 C++ 5.C++11 起的多线程编程：从 mutex 到无锁并行 6.并行编程常用框架： 程还是有点麻烦，我们可以自定义一个类 ThreadPool ，并用他创建一个全局变量， 其解构函数会在 main 退出后自动调用。 std::jthread ：符合 RAII 思想，解构时自动 join() • C++20 引入了 std::jthread 类，和 std::thread 不同在于：他的解构函数里会 自动调用 join() 函数，从而保证 pool 解 构时会自动等待全部线程执行完毕。 小彭老师快乐吐槽时间

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 第 10 章展望：C++20 简介 80 概念与约束 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 序言 引言 C++ 是一个用户群体相当大的语言。从 C++98 的出现到 C++11 的正式定稿经历了长达十年多之 久的积累。C++14/17 则是作为对 C++11 的重要补充和优化，C++20 则将这门语言领进了现代化的大 门，所有这些新标准中扩充的特性，给 C++ 这门语言注入了新的活力。那些还在坚持使用传统 C++ （本书把 C++98 及其之前的 C++ 特性均称之为传统 C++）而未接触过现代 的对齐要求是 8 或 16。 79 总结 第 10 章展望：C++20 简介 总结 本节介绍的几个特性是从仍未介绍的现代 C++ 新特性里使用频次较靠前的特性了，noexcept 是最 为重要的特性，它的一个功能在于能够阻止异常的扩散传播，有效的让编译器最大限度的优化我们的代 码。 第 10 章展望：C++20 简介 C++20 如同 C++11 一样，似乎能够成为一个振奋人心的更新。例如，早在