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-   <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1" />
-   <meta name="AUTHOR" content="pme@gcc.gnu.org (Phil Edwards)" />
-   <meta name="KEYWORDS" content="HOWTO, libstdc++, GCC, g++, libg++, STL" />
-   <meta name="DESCRIPTION" content="HOWTO for the libstdc++ chapter 23." />
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-   <title>libstdc++-v3 HOWTO:  Chapter 23</title>
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-</head>
-<body>
-
-<h1 class="centered"><a name="top">Chapter 23:  Containers</a></h1>
-
-<p>Chapter 23 deals with container classes and what they offer.
-</p>
-
-
-<!-- ####################################################### -->
-<hr />
-<h1>Contents</h1>
-<ul>
-   <li><a href="#1">Making code unaware of the container/array difference</a></li>
-   <li><a href="#2">Variable-sized bitmasks</a></li>
-   <li><a href="#3">Containers and multithreading</a></li>
-   <li><a href="#4">&quot;Hinting&quot; during insertion</a></li>
-   <li><a href="#5">Bitmasks and string arguments</a></li>
-   <li><a href="#6"><code>std::list::size()</code> is O(n)!</a></li>
-   <li><a href="#7">Space overhead management for vectors</a></li>
-</ul>
-
-<hr />
-
-<!-- ####################################################### -->
-
-<h2><a name="1">Making code unaware of the container/array difference</a></h2>
-   <p>You're writing some code and can't decide whether to use builtin
-      arrays or some kind of container.  There are compelling reasons 
-      to use one of the container classes, but you're afraid that you'll
-      eventually run into difficulties, change everything back to arrays,
-      and then have to change all the code that uses those data types to
-      keep up with the change.
-   </p>
-   <p>If your code makes use of the standard algorithms, this isn't as
-      scary as it sounds.  The algorithms don't know, nor care, about
-      the kind of &quot;container&quot; on which they work, since the
-      algorithms are only given endpoints to work with.  For the container
-      classes, these are iterators (usually <code>begin()</code> and
-      <code>end()</code>, but not always).  For builtin arrays, these are
-      the address of the first element and the
-      <a href="../24_iterators/howto.html#2">past-the-end</a> element.
-   </p>
-   <p>Some very simple wrapper functions can hide all of that from the
-      rest of the code.  For example, a pair of functions called
-      <code>beginof</code> can be written, one that takes an array, another
-      that takes a vector.  The first returns a pointer to the first
-      element, and the second returns the vector's <code>begin()</code>
-      iterator.
-   </p>
-   <p>The functions should be made template functions, and should also 
-      be declared inline.  As pointed out in the comments in the code 
-      below, this can lead to <code>beginof</code> being optimized out of
-      existence, so you pay absolutely nothing in terms of increased
-      code size or execution time.
-   </p>
-   <p>The result is that if all your algorithm calls look like
-   </p>
-   <pre>
-   std::transform(beginof(foo), endof(foo), beginof(foo), SomeFunction);</pre>
-   <p>then the type of foo can change from an array of ints to a vector
-      of ints to a deque of ints and back again, without ever changing any
-      client code.
-   </p>
-   <p>This author has a collection of such functions, called &quot;*of&quot;
-      because they all extend the builtin &quot;sizeof&quot;.  It started
-      with some Usenet discussions on a transparent way to find the length
-      of an array.  A simplified and much-reduced version for easier
-      reading is <a href="wrappers_h.txt">given here</a>.
-   </p>
-   <p>Astute readers will notice two things at once:  first, that the
-      container class is still a <code>vector&lt;T&gt;</code> instead of a
-      more general <code>Container&lt;T&gt;</code>.  This would mean that
-      three functions for <code>deque</code> would have to be added, another
-      three for <code>list</code>, and so on.  This is due to problems with
-      getting template resolution correct; I find it easier just to 
-      give the extra three lines and avoid confusion.
-   </p>
-   <p>Second, the line
-   </p>
-   <pre>
-    inline unsigned int lengthof (T (&amp;)[sz]) { return sz; } </pre>
-   <p>looks just weird!  Hint:  unused parameters can be left nameless.
-   </p>
-   <p>Return <a href="#top">to top of page</a> or
-      <a href="../faq/index.html">to the FAQ</a>.
-   </p>
-
-<hr />
-<h2><a name="2">Variable-sized bitmasks</a></h2>
-   <p>No, you cannot write code of the form
-   </p>
-      <!-- Careful, the leading spaces in PRE show up directly. -->
-   <pre>
-      #include &lt;bitset&gt;
-
-      void foo (size_t n)
-      {
-          std::bitset&lt;n&gt;   bits;
-          ....
-      } </pre>
-   <p>because <code>n</code> must be known at compile time.  Your compiler is
-      correct; it is not a bug.  That's the way templates work.  (Yes, it
-      <em>is</em> a feature.)
-   </p>
-   <p>There are a couple of ways to handle this kind of thing.  Please
-      consider all of them before passing judgement.  They include, in
-      no particular order:
-   </p>
-      <ul>
-        <li>A very large N in <code>bitset&lt;N&gt;</code>.</li>
-        <li>A container&lt;bool&gt;.</li>
-        <li>Extremely weird solutions.</li>
-      </ul>
-   <p><strong>A very large N in
-      <code>bitset&lt;N&gt;</code>.&nbsp;&nbsp;</strong>  It has
-      been pointed out a few times in newsgroups that N bits only takes up
-      (N/8) bytes on most systems, and division by a factor of eight is pretty
-      impressive when speaking of memory.  Half a megabyte given over to a
-      bitset (recall that there is zero space overhead for housekeeping info;
-      it is known at compile time exactly how large the set is) will hold over
-      four million bits.  If you're using those bits as status flags (e.g.,
-      &quot;changed&quot;/&quot;unchanged&quot; flags), that's a <em>lot</em>
-      of state.
-   </p>
-   <p>You can then keep track of the &quot;maximum bit used&quot; during some
-      testing runs on representative data, make note of how many of those bits
-      really need to be there, and then reduce N to a smaller number.  Leave
-      some extra space, of course.  (If you plan to write code like the 
-      incorrect example above, where the bitset is a local variable, then you
-      may have to talk your compiler into allowing that much stack space;
-      there may be zero space overhead, but it's all allocated inside the
-      object.)
-   </p>
-   <p><strong>A container&lt;bool&gt;.&nbsp;&nbsp;</strong>  The Committee
-      made provision
-      for the space savings possible with that (N/8) usage previously mentioned,
-      so that you don't have to do wasteful things like
-      <code>Container&lt;char&gt;</code> or
-      <code>Container&lt;short int&gt;</code>.
-      Specifically, <code>vector&lt;bool&gt;</code> is required to be
-      specialized for that space savings.
-   </p>
-   <p>The problem is that <code>vector&lt;bool&gt;</code> doesn't behave like a
-      normal vector anymore.  There have been recent journal articles which
-      discuss the problems (the ones by Herb Sutter in the May and
-      July/August 1999 issues of
-      <u>C++ Report</u> cover it well).  Future revisions of the ISO C++
-      Standard will change the requirement for <code>vector&lt;bool&gt;</code>
-      specialization.  In the meantime, <code>deque&lt;bool&gt;</code> is
-      recommended (although its behavior is sane, you probably will not get
-      the space savings, but the allocation scheme is different than that
-      of vector).
-   </p>
-   <p><strong>Extremely weird solutions.&nbsp;&nbsp;</strong>  If you have
-      access to
-      the compiler and linker at runtime, you can do something insane, like
-      figuring out just how many bits you need, then writing a temporary 
-      source code file.  That file contains an instantiation of
-      <code>bitset</code>
-      for the required number of bits, inside some wrapper functions with
-      unchanging signatures.  Have your program then call the
-      compiler on that file using Position Independent Code, then open the
-      newly-created object file and load those wrapper functions.  You'll have
-      an instantiation of <code>bitset&lt;N&gt;</code> for the exact
-      <code>N</code>
-      that you need at the time.  Don't forget to delete the temporary files.
-      (Yes, this <em>can</em> be, and <em>has been</em>, done.)
-   </p>
-   <!-- I wonder if this next paragraph will get me in trouble... -->
-   <p>This would be the approach of either a visionary genius or a raving
-      lunatic, depending on your programming and management style.  Probably
-      the latter.
-   </p>
-   <p>Which of the above techniques you use, if any, are up to you and your
-      intended application.  Some time/space profiling is indicated if it
-      really matters (don't just guess).  And, if you manage to do anything
-      along the lines of the third category, the author would love to hear
-      from you...
-   </p>
-   <p>Also note that the implementation of bitset used in libstdc++-v3 has
-      <a href="../ext/sgiexts.html#ch23">some extensions</a>.
-   </p>
-   <p>Return <a href="#top">to top of page</a> or
-      <a href="../faq/index.html">to the FAQ</a>.
-   </p>
-
-<hr />
-<h2><a name="3">Containers and multithreading</a></h2>
-   <p>This section discusses issues surrounding the design of
-      multithreaded applications which use Standard C++ containers.
-      All information in this section is current as of the gcc 3.0
-      release and all later point releases.  Although earlier gcc
-      releases had a different approach to threading configuration and
-      proper compilation, the basic code design rules presented here
-      were similar.  For information on all other aspects of
-      multithreading as it relates to libstdc++, including details on
-      the proper compilation of threaded code (and compatibility between
-      threaded and non-threaded code), see Chapter 17.
-   </p>
-   <p>Two excellent pages to read when working with the Standard C++
-      containers and threads are
-      <a href="http://www.sgi.com/tech/stl/thread_safety.html">SGI's
-      http://www.sgi.com/tech/stl/thread_safety.html</a> and
-      <a href="http://www.sgi.com/tech/stl/Allocators.html">SGI's
-      http://www.sgi.com/tech/stl/Allocators.html</a>.
-   </p>
-   <p><em>However, please ignore all discussions about the user-level
-      configuration of the lock implementation inside the STL
-      container-memory allocator on those pages.  For the sake of this
-      discussion, libstdc++-v3 configures the SGI STL implementation,
-      not you.  This is quite different from how gcc pre-3.0 worked.
-      In particular, past advice was for people using g++ to
-      explicitly define _PTHREADS or other macros or port-specific
-      compilation options on the command line to get a thread-safe
-      STL.  This is no longer required for any port and should no
-      longer be done unless you really know what you are doing and
-      assume all responsibility.</em>
-   </p>
-   <p>Since the container implementation of libstdc++-v3 uses the SGI
-      code, we use the same definition of thread safety as SGI when
-      discussing design.  A key point that beginners may miss is the
-      fourth major paragraph of the first page mentioned above
-      (&quot;For most clients,&quot;...), which points out that
-      locking must nearly always be done outside the container, by
-      client code (that'd be you, not us).  There is a notable
-      exceptions to this rule.  Allocators called while a container or
-      element is constructed uses an internal lock obtained and
-      released solely within libstdc++-v3 code (in fact, this is the
-      reason STL requires any knowledge of the thread configuration).
-   </p>
-   <p>For implementing a container which does its own locking, it is
-      trivial to provide a wrapper class which obtains the lock (as
-      SGI suggests), performs the container operation, and then
-      releases the lock.  This could be templatized <em>to a certain
-      extent</em>, on the underlying container and/or a locking
-      mechanism.  Trying to provide a catch-all general template
-      solution would probably be more trouble than it's worth.
-   </p>
-   <p>The STL implementation is currently configured to use the
-      high-speed caching memory allocator.  Some people like to
-      test and/or normally run threaded programs with a different
-      default.  For all details about how to globally override this
-      at application run-time see <a href="../ext/howto.html#3">here</a>.
-   </p> 
-   <p>There is a better way (not standardized yet):  It is possible to
-      force the malloc-based allocator on a per-case-basis for some
-      application code.  The library team generally believes that this
-      is a better way to tune an application for high-speed using this
-      implementation of the STL.  There is
-      <a href="../ext/howto.html#3">more information on allocators here</a>.
-   </p>
-   <p>Return <a href="#top">to top of page</a> or
-      <a href="../faq/index.html">to the FAQ</a>.
-   </p>
-
-<hr />
-<h2><a name="4">&quot;Hinting&quot; during insertion</a></h2>
-   <p>Section [23.1.2], Table 69, of the C++ standard lists this function
-      for all of the associative containers (map, set, etc):
-   </p>
-   <pre>
-      a.insert(p,t);</pre>
-   <p>where 'p' is an iterator into the container 'a', and 't' is the item
-      to insert.  The standard says that &quot;iterator p is a hint
-      pointing to where the insert should start to search,&quot; but
-      specifies nothing more.  (LWG Issue #233, currently in review,
-      addresses this topic, but I will ignore it here because it is not yet
-      finalized.)
-   </p>
-   <p>Here we'll describe how the hinting works in the libstdc++-v3
-      implementation, and what you need to do in order to take advantage of
-      it.  (Insertions can change from logarithmic complexity to amortized
-      constant time, if the hint is properly used.)  Also, since the current
-      implementation is based on the SGI STL one, these points may hold true
-      for other library implementations also, since the HP/SGI code is used
-      in a lot of places.
-   </p>
-   <p>In the following text, the phrases <em>greater than</em> and <em>less
-      than</em> refer to the results of the strict weak ordering imposed on
-      the container by its comparison object, which defaults to (basically)
-      &quot;&lt;&quot;.  Using those phrases is semantically sloppy, but I
-      didn't want to get bogged down in syntax.  I assume that if you are
-      intelligent enough to use your own comparison objects, you are also
-      intelligent enough to assign &quot;greater&quot; and &quot;lesser&quot;
-      their new meanings in the next paragraph.  *grin*
-   </p>
-   <p>If the <code>hint</code> parameter ('p' above) is equivalent to:
-   </p>
-     <ul>
-      <li><code>begin()</code>, then the item being inserted should have a key
-          less than all the other keys in the container.  The item will
-          be inserted at the beginning of the container, becoming the new
-          entry at <code>begin()</code>.
-      </li>
-      <li><code>end()</code>, then the item being inserted should have a key
-          greater than all the other keys in the container.  The item will
-          be inserted at the end of the container, becoming the new entry
-          at <code>end()</code>.
-      </li>
-      <li>neither <code>begin()</code> nor <code>end()</code>, then:  Let <code>h</code>
-          be the entry in the container pointed to by <code>hint</code>, that
-          is, <code>h = *hint</code>.  Then the item being inserted should have
-          a key less than that of <code>h</code>, and greater than that of the
-          item preceding <code>h</code>.  The new item will be inserted
-          between <code>h</code> and <code>h</code>'s predecessor.
-      </li>
-     </ul>
-   <p>For <code>multimap</code> and <code>multiset</code>, the restrictions are
-      slightly looser:  &quot;greater than&quot; should be replaced by
-      &quot;not less than&quot; and &quot;less than&quot; should be replaced
-      by &quot;not greater than.&quot;  (Why not replace greater with
-      greater-than-or-equal-to?  You probably could in your head, but the
-      mathematicians will tell you that it isn't the same thing.)
-   </p>
-   <p>If the conditions are not met, then the hint is not used, and the
-      insertion proceeds as if you had called <code> a.insert(t) </code>
-      instead.  (<strong>Note </strong> that GCC releases prior to 3.0.2
-      had a bug in the case with <code>hint == begin()</code> for the
-      <code>map</code> and <code>set</code> classes.  You should not use a hint
-      argument in those releases.)
-   </p>
-   <p>This behavior goes well with other container's <code>insert()</code>
-      functions which take an iterator:  if used, the new item will be
-      inserted before the iterator passed as an argument, same as the other
-      containers.  The exception
-      (in a sense) is with a hint of <code>end()</code>:  the new item will
-      actually be inserted after <code>end()</code>, but it also becomes the
-      new <code>end()</code>.
-   </p>
-   <p><strong>Note </strong> also that the hint in this implementation is a
-      one-shot.  The insertion-with-hint routines check the immediately
-      surrounding entries to ensure that the new item would in fact belong
-      there.  If the hint does not point to the correct place, then no
-      further local searching is done; the search begins from scratch in
-      logarithmic time.  (Further local searching would only increase the
-      time required when the hint is too far off.)
-   </p>
-   <p>Return <a href="#top">to top of page</a> or
-      <a href="../faq/index.html">to the FAQ</a>.
-   </p>
-
-<hr />
-<h2><a name="5">Bitmasks and string arguments</a></h2>
-   <p>Bitmasks do not take char* nor const char* arguments in their
-      constructors.  This is something of an accident, but you can read
-      about the problem:  follow the library's &quot;Links&quot; from the
-      homepage, and from the C++ information &quot;defect reflector&quot;
-      link, select the library issues list.  Issue number 116 describes the
-      problem.
-   </p>
-   <p>For now you can simply make a temporary string object using the
-      constructor expression:
-   </p>
-      <pre>
-      std::bitset&lt;5&gt; b ( std::string(&quot;10110&quot;) );
-      </pre>
-      instead of
-      <pre>
-      std::bitset&lt;5&gt; b ( &quot;10110&quot; );    // invalid
-      </pre>
-   <p>Return <a href="#top">to top of page</a> or
-      <a href="../faq/index.html">to the FAQ</a>.
-   </p>
-
-<hr />
-<h2><a name="6"><code>std::list::size()</code> is O(n)!</a></h2>
-   <p>Yes it is, and that's okay.  This is a decision that we preserved when
-      we imported SGI's STL implementation.  The following is quoted from
-      <a href="http://www.sgi.com/tech/stl/FAQ.html">their FAQ</a>:
-   </p>
-   <blockquote>
-      <p>The size() member function, for list and slist, takes time
-      proportional to the number of elements in the list.  This was a
-      deliberate tradeoff.  The only way to get a constant-time size() for
-      linked lists would be to maintain an extra member variable containing
-      the list's size.  This would require taking extra time to update that
-      variable (it would make splice() a linear time operation, for example),
-      and it would also make the list larger.  Many list algorithms don't
-      require that extra word (algorithms that do require it might do better
-      with vectors than with lists), and, when it is necessary to maintain
-      an explicit size count, it's something that users can do themselves.
-      </p>
-      <p>This choice is permitted by the C++ standard. The standard says that
-      size() &quot;should&quot; be constant time, and &quot;should&quot;
-      does not mean the same thing as &quot;shall&quot;.  This is the
-      officially recommended ISO wording for saying that an implementation
-      is supposed to do something unless there is a good reason not to.
-      </p>
-      <p>One implication of linear time size(): you should never write
-      </p>
-         <pre>
-         if (L.size() == 0)
-             ...</pre>
-         Instead, you should write
-         <pre>
-         if (L.empty())
-             ...</pre>
-   </blockquote>
-   <p>Return <a href="#top">to top of page</a> or
-      <a href="../faq/index.html">to the FAQ</a>.
-   </p>
-
-<hr />
-<h2><a name="7">Space overhead management for vectors</a></h2>
-   <p>In
-      <a href="http://gcc.gnu.org/ml/libstdc++/2002-04/msg00105.html">this
-      message to the list</a>, Daniel Kostecky announced work on an
-      alternate form of <code>std::vector</code> that would support hints
-      on the number of elements to be over-allocated.  The design was also
-      described, along with possible implementation choices.
-   </p>
-   <p>The first two alpha releases were announced
-      <a href="http://gcc.gnu.org/ml/libstdc++/2002-07/msg00048.html">here</a>
-      and
-      <a href="http://gcc.gnu.org/ml/libstdc++/2002-07/msg00111.html">here</a>.
-      The releases themselves are available at
-      <a href="http://www.kotelna.sk/dk/sw/caphint/">
-      http://www.kotelna.sk/dk/sw/caphint/</a>.
-   </p>
-   <p>Return <a href="#top">to top of page</a> or
-      <a href="../faq/index.html">to the FAQ</a>.
-   </p>
-
-
-<!-- ####################################################### -->
-
-<hr />
-<p class="fineprint"><em>
-See <a href="../17_intro/license.html">license.html</a> for copying conditions.
-Comments and suggestions are welcome, and may be sent to
-<a href="mailto:libstdc++@gcc.gnu.org">the libstdc++ mailing list</a>.
-</em></p>
-
-
-</body>
-</html>