C++11 标准库头文件模拟实现

2024-06-23 22:12

本文主要是介绍C++11 标准库头文件模拟实现,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

系列文章目录


文章目录

  • 系列文章目录
  • 前言
  • ● 智能指针模板
  • ● Vector
    • 1. 简单版本
    • 2. X
  • 总结


前言

暂不考虑支持多线程
常用STL的简单实现,主要内容百行左右完成,意在理解STL的原理


● 智能指针模板

SharedPtr

在这里插入图片描述

#include <assert.h>
#include <atomic>template <class T>
class SharedPtr
{
public:typedef T element_type;explicit SharedPtr(T* ptr = nullptr) : m_ref(nullptr){if (ptr)  m_ref = new reftype(ptr);}template <class Deleter>explicit SharedPtr(T* ptr, Deleter d) : m_ref(nullptr){if (ptr) m_ref = new reftye_with_deleter<Deleter>(ptr, d);}SharedPtr(const SharedPtr& tocopy){Acquire(tocopy.m_ref);}~SharedPtr(){Release();}SharedPtr& operator=(const SharedPtr& tocopy){if (this != &tocopy){Release();Acquire(tocopy.m_ref);}return *this;}SharedPtr& operator=(T* ptr){if (get() != ptr){Release();if (ptr) m_ref = new reftype(ptr);}return *this;}T* get() const{return m_ref ? m_ref->m_ptr : nullptr;}void reset(T* ptr = nullptr){Release();if (ptr) m_ref = new reftype(ptr);}template <class Deleter>void reset(T* ptr, Deleter d){Release();if (ptr) m_ref = new reftye_with_deleter<Deleter>(ptr, d);}bool unique() const { return m_ref ? m_ref->m_count == 1 : true; }long use_count() const { return m_ref ? m_ref->m_count.load() : 0; }// test for pointer validity: defining conversion to unspecified_bool_type// and not more obvious bool to avoid implicit conversions to integer typestypedef T*(SharedPtr<T>::*unspecified_bool_type)() const;operator unspecified_bool_type() const{if (m_ref && m_ref->m_ptr) return &SharedPtr<T>::get;else nullptr;}T& operator*() const{assert(m_ref && m_ref->m_ptr);return *( m_ref->m_ptr);}T* operator->() const{assert(m_ref && m_ref->m_ptr);return m_ref->m_ptr;}private:struct reftype{reftype(T* ptr) : m_ptr(ptr), m_count(1) {}virtual ~reftype() {}virtual void delete_ptr() { delete m_ptr; }T*              m_ptr;std::atomic_int m_count;};template <class Deleter>struct reftye_with_deleter: public reftype{reftye_with_deleter(T* ptr, Deleter d) : reftype(ptr), m_deleter(d) {}virtual void delete_ptr() override{m_deleter(this->m_ptr);}Deleter m_deleter;};reftype* m_ref;void Acquire(reftype* ref){m_ref = ref;if (ref) ref->m_count.fetch_add(1);}void Release(){if (m_ref){if (! --m_ref->m_count ){m_ref->delete_ptr();delete m_ref;}m_ref = nullptr;}}
};template <class T, class U>
bool operator==(const SharedPtr<T>& a, const SharedPtr<U>& b)
{return a.get() == b.get();
}
template <class T, class U>
bool operator!=(const SharedPtr<T>& a, const SharedPtr<U>& b)
{return a.get() != b.get();
}//------------------------------------------------------------------------------
#include <iostream>
#include <stdio.h>
class TestSt
{
public:char buf[1024];char bux[4096];
public:TestSt() { printf("   const %p\n", this);};~TestSt(){printf("~TestSt: %p\n", this);}
};int main()
{std::atomic_int at;SharedPtr<TestSt> p_st(new TestSt());SharedPtr<TestSt> p_st2(p_st);SharedPtr<TestSt> p_st3(new TestSt());p_st3 = p_st2;std::cout << p_st.use_count() << " " << p_st2.use_count() << " " << p_st3.use_count() << " " <<  std::endl;}

● Vector

auto p = new T[N]; 申请空间,为每个元素p[i]调用T的构造函数
delete[] p; 先为每个元素调用析构函数,释放空间

1. 简单版本

在这里插入图片描述

new (m_values+i) T(val); 和 m_values[i] = val并不等价
当value_type包含虚函数时后者不能正确处理虚函数表指针,而前者却可以。这或许也是C和C++不兼容的证据?
在这里插入图片描述
如图所示,new (m_values+i) T(val)可以正确处理虚表指针,而m_values[i] = val的_vptr.TestSt = 0x0

#include <stdlib.h>
#include <algorithm>template <class T>
class Vector
{
private:T* m_values;size_t m_size, m_capacity;public:typedef T value_type;typedef T* iterator;Vector(): m_values(nullptr), m_size(0), m_capacity(0) {}~Vector(){for (size_t i = 0; i < m_size; i++){m_values[i].~T();}free(m_values);m_values = nullptr;m_size = m_capacity = 0;}Vector(size_t n, const T& val): m_values(nullptr), m_size(n),m_capacity(n){m_values =  (T*)malloc(sizeof(T) * m_capacity);for (size_t i = 0; i < n; i++){new (m_values+i) T(val);}}Vector(const Vector<T>& tocopy){m_values =  (T*)malloc(sizeof(T) * tocopy.m_capacity);m_size = tocopy.m_size;m_capacity = tocopy.m_capacity;for (size_t i = 0; i < m_size; i++){new (m_values+i) T(tocopy.m_values[i]);}}Vector<T>& operator=(const Vector<T>& tocopy){if (&tocopy == this) return *this;Vector<T> tmp(tocopy);std::swap(m_values, tmp.m_values);std::swap(m_size, tmp.m_size);std::swap(m_capacity, tmp.m_capacity);return *this;}value_type& operator[](size_t idx){return m_values[idx];}void push_back(const T& val){if (m_size + 1 > m_capacity){m_capacity = m_capacity ? 2*m_capacity : 1;T* tmp = (T*)malloc(sizeof(T) * m_capacity);for (size_t i = 0; i < m_size; i++){new (tmp+i) T(m_values[i]);m_values[i].~T();}free(m_values);m_values = tmp;}new (m_values+m_size) T(val);++m_size;}void pop_back(){--m_size;m_values[m_size].~T();}void clear(){for (size_t i = 0; i < m_size; i++){m_values[i].~T();}m_size = 0;}size_t size() { return m_size; }iterator begin(){return m_values;}iterator end(){return m_values + m_size;}
};

2. X


总结

这篇关于C++11 标准库头文件模拟实现的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1088420

相关文章

使用Python实现IP地址和端口状态检测与监控

《使用Python实现IP地址和端口状态检测与监控》在网络运维和服务器管理中,IP地址和端口的可用性监控是保障业务连续性的基础需求,本文将带你用Python从零打造一个高可用IP监控系统,感兴趣的小伙... 目录概述:为什么需要IP监控系统使用步骤说明1. 环境准备2. 系统部署3. 核心功能配置系统效果展

Python实现微信自动锁定工具

《Python实现微信自动锁定工具》在数字化办公时代,微信已成为职场沟通的重要工具,但临时离开时忘记锁屏可能导致敏感信息泄露,下面我们就来看看如何使用Python打造一个微信自动锁定工具吧... 目录引言:当微信隐私遇到自动化守护效果展示核心功能全景图技术亮点深度解析1. 无操作检测引擎2. 微信路径智能获

C#如何调用C++库

《C#如何调用C++库》:本文主要介绍C#如何调用C++库方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录方法一:使用P/Invoke1. 导出C++函数2. 定义P/Invoke签名3. 调用C++函数方法二:使用C++/CLI作为桥接1. 创建C++/CL

Python中pywin32 常用窗口操作的实现

《Python中pywin32常用窗口操作的实现》本文主要介绍了Python中pywin32常用窗口操作的实现,pywin32主要的作用是供Python开发者快速调用WindowsAPI的一个... 目录获取窗口句柄获取最前端窗口句柄获取指定坐标处的窗口根据窗口的完整标题匹配获取句柄根据窗口的类别匹配获取句

在 Spring Boot 中实现异常处理最佳实践

《在SpringBoot中实现异常处理最佳实践》本文介绍如何在SpringBoot中实现异常处理,涵盖核心概念、实现方法、与先前查询的集成、性能分析、常见问题和最佳实践,感兴趣的朋友一起看看吧... 目录一、Spring Boot 异常处理的背景与核心概念1.1 为什么需要异常处理?1.2 Spring B

Python位移操作和位运算的实现示例

《Python位移操作和位运算的实现示例》本文主要介绍了Python位移操作和位运算的实现示例,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一... 目录1. 位移操作1.1 左移操作 (<<)1.2 右移操作 (>>)注意事项:2. 位运算2.1

如何在 Spring Boot 中实现 FreeMarker 模板

《如何在SpringBoot中实现FreeMarker模板》FreeMarker是一种功能强大、轻量级的模板引擎,用于在Java应用中生成动态文本输出(如HTML、XML、邮件内容等),本文... 目录什么是 FreeMarker 模板?在 Spring Boot 中实现 FreeMarker 模板1. 环

Qt实现网络数据解析的方法总结

《Qt实现网络数据解析的方法总结》在Qt中解析网络数据通常涉及接收原始字节流,并将其转换为有意义的应用层数据,这篇文章为大家介绍了详细步骤和示例,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录1. 网络数据接收2. 缓冲区管理(处理粘包/拆包)3. 常见数据格式解析3.1 jsON解析3.2 XML解析3.3 自定义

SpringMVC 通过ajax 前后端数据交互的实现方法

《SpringMVC通过ajax前后端数据交互的实现方法》:本文主要介绍SpringMVC通过ajax前后端数据交互的实现方法,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价... 在前端的开发过程中,经常在html页面通过AJAX进行前后端数据的交互,SpringMVC的controll

Spring Security自定义身份认证的实现方法

《SpringSecurity自定义身份认证的实现方法》:本文主要介绍SpringSecurity自定义身份认证的实现方法,下面对SpringSecurity的这三种自定义身份认证进行详细讲解,... 目录1.内存身份认证(1)创建配置类(2)验证内存身份认证2.JDBC身份认证(1)数据准备 (2)配置依