STL背后的设计原理

Question

我查看了一些STL实现的源代码(SGI、STLport、libc++)，并看到了一些似乎与所有或大多数实现相同的设计模式，但我找不到任何理由。我想一定有一个好的答案，并想知道它是什么：

1. 许多类，包括vector和list_iterator，都是作为两个类实现的，例如带有部分功能的list_iterator_base，以及继承list_iterator_base和接口其余部分的list_iterator。有什么意义？似乎在一节课上做起来也很容易。
2. 迭代器似乎没有使用iterator类。使用它有什么性能损失吗？

这是我在快速浏览中发现的两个问题。如果有人知道一个很好的资源来解释STL实现的实现原理，我将很高兴听到它。

Answer 1

答案相当直截了当：

1. STL是关于泛型编程的。关键是不要有重复的代码。当前的目标是不要有重复的源代码，但事实证明，不复制二进制代码也是有意义的。因此，STL组件因素通常会使用出并使用它们。列表类或向量的类型无关属性的链接只是两个例子。对于向量甚至有多个层:有些部分完全独立于类型(例如，大小)，其他部分只需要类型本身(例如，所有访问器、迭代器等)，有些部分需要知道如何处理资源分配(例如，插入和销毁需要知道所使用的分配程序)。
2. 事实证明，std::iterator<...>实际上不起作用:基类中定义的类型取决于模板参数，因此不能在派生自这样一个基的类模板中直接访问。也就是说，类型需要使用基类进行限定，并需要使用typename标记为类型。更糟糕的是，理论上用户可以分配派生类的对象并通过指向std::iterator<...>的指针释放它们(是的，这是一件愚蠢的事情)。也就是说，没有好处，只有一个潜在的缺点，即最好避免。

尽管如此，我不知道有什么好的资源可以涵盖实现泛型库的技术。STL实现中应用的大多数细节是由多个人独立发明的，但关于泛型编程的文献仍然相对较少。我不认为描述STL的任何论文实际上都讨论了实现技术:它们通常集中在设计细节上。考虑到只有极少数人似乎了解STL是关于什么的，所以作者倾向于描述什么是STL而不是如何实现这一点并不令人惊讶。