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# C++ STL源码剖析 tr1与std array
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## 0.导语
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源码剖析版本为gcc4.9.1。
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C++ tr1全称Technical Report 1，是针对C++标准库的第一次扩展。C++标准c++0x会包括它，以及一些语言本身的扩充。tr1包括大家期待已久的smart pointer，正则表达式以及其他一些支持范型编程的内容。草案阶段，新增的类和模板的名字空间是std::tr1。
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## 1.std::tr1::array
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使用：
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```
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#include <tr1/array>
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std::tr1::array<int ,10> a;
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```
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tr1中的array比较简单，模拟语言本身的数组，并且让其支持迭代器操作，使其同其他容器一样，能够调用算法。对于tr1中array没有构造与析构。迭代器是直接使用传递进来的类型定义指针。
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简单的看一下这个静态数组array源码：
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```cpp
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template<typename _Tp, std::size_t _Nm>
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struct array
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{
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typedef _Tp value_type;
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typedef value_type& reference;
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typedef const value_type& const_reference;
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typedef value_type* iterator;
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typedef const value_type* const_iterator;
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typedef std::size_t size_type;
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typedef std::ptrdiff_t difference_type;
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typedef std::reverse_iterator<iterator> reverse_iterator;
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typedef std::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;
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}
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```
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里面使用`reverse_iterator`作为rbegin与rend操作的迭代器。
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看上去上面一个迭代器，实际上两个，还有一个iterator,这个直接使用传递进来的类型定义指针，作为迭代器。
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可以将其对比为vector中的正向与反向迭代器。
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值得注意的是，在tr1::array中，支持传递数组大小为0，例如我们使用如下：
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```
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std::tr1::array<int,0> a;
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```
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对于这样的写法，会对应到下面：
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```
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// Support for zero-sized arrays mandatory.
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value_type _M_instance[_Nm ? _Nm : 1];
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```
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根据传递进来的大小，如果不为0，就是传递进来的大小，否则为1。
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## 2.std::array
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使用
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```
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std::array<int ,10> a;
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```
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std中的array包含了
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对比tr1与std的array
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```cpp
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template<typename _Tp, std::size_t _Nm>
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struct array
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{
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typedef _Tp value_type;
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typedef value_type* pointer;
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typedef const value_type* const_pointer;
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typedef value_type& reference;
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typedef const value_type& const_reference;
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typedef value_type* iterator;
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typedef const value_type* const_iterator;
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typedef std::size_t size_type;
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typedef std::ptrdiff_t difference_type;
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typedef std::reverse_iterator<iterator> reverse_iterator;
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typedef std::reverse_iterator<const_iterator> const_reverse_iterator;
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// Support for zero-sized arrays mandatory.
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typedef _GLIBCXX_STD_C::__array_traits<_Tp, _Nm> _AT_Type; // # define _GLIBCXX_STD_C std
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typename _AT_Type::_Type _M_elems;
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}
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```
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发现array里面有两处值得注意的地方：
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```cpp
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// Support for zero-sized arrays mandatory.
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typedef _GLIBCXX_STD_C::__array_traits<_Tp, _Nm> _AT_Type; // # define _GLIBCXX_STD_C std
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typename _AT_Type::_Type _M_elems;
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```
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在源码中去找__array_traits，看到：
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```cpp
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template<typename _Tp, std::size_t _Nm>
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struct __array_traits
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{
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typedef _Tp _Type[_Nm];
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static constexpr _Tp&
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_S_ref(const _Type& __t, std::size_t __n) noexcept
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{ return const_cast<_Tp&>(__t[__n]); }
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};
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```
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上面两行的代码可以理解为下面：
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```cpp
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typedef _Tp _Type[100];
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typedef _Type _M_elems; // 一个含有100个元素的数组。
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```
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在实际写代码的时候，如果要定义一个数组，我们可以这样写：
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```cpp
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int a[100];
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//或者
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typedef int T[100];
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typedef T a;
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```
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针对传进来的size处理，相比于tr1，更加复杂，使用了模板偏特化来处理传递size为0情况。
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```cpp
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template<typename _Tp, std::size_t _Nm>
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struct __array_traits
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{
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typedef _Tp _Type[_Nm];
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static constexpr _Tp&
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_S_ref(const _Type& __t, std::size_t __n) noexcept
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{ return const_cast<_Tp&>(__t[__n]); }
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};
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template<typename _Tp>
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struct __array_traits<_Tp, 0>
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{
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struct _Type { };
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||
static constexpr _Tp&
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||
_S_ref(const _Type&, std::size_t) noexcept
|
||
{ return *static_cast<_Tp*>(nullptr); }
|
||
};
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```
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