正确、妥当的使用 STL | 筒子楼

一、错误处理（Error Handling）

STL的设计原则是效率优先，安全次之。STL仅仅加入了很少的错误检查。通常使用的STL都是非安全版本，如果索引、迭代器或区间不合法，都将导致未定义行为。所以一定要小心、谨慎的使用STL。

1. 迭代器务必合法、有效。注意vectors、deques发生元素的安插、删除或内存重新分配时，迭代器可能因此失效。

2. end()、rend()返回的“逾尾（past-the-end）”迭代器不指向任何对象，不能对它们调用operator*或operator->。

3. 区间（range）务必合法。用以指向某个区间的两个迭代器必须指向同一容器，并且从第一个迭代器出发，必须可到达第二个迭代器。

4. 如果涉及的区间不只一个，后续各区间必须拥有“至少和第一区间一样多”的元素。

5. 覆盖（overwritten）动作中的目标区间必须拥有足够元素，否则就必须采用insert iterators。

二、异常处理（Exception Handling）

STL几乎不检查逻辑错误，所以逻辑问题几乎不会引发STL产生异常。c++ standard似乎只要求唯一一个函数调用必要时直接产生异常：vector和deque的at()成员函数。此外，c++ standard要求只产生一般的（标准的）异常，如bad_alloc或用户自定义行为产生的异常。

c++ 标准程序库就“异常处理问题”提供以下基本保证（前提是：析构函数不得抛出异常）。

1. 在面对异常时，保证不会发生resources leak，也不会与容器的恒常特性（container invariants）发生抵触。

2. 所有node-based容器（Lists、sets、multisets、maps、multimaps），如果node构造失败，容器保持不变。移除node的操作保证不会失败。

3. 对于关联式容器。插入多个元素，失败时无法完全恢复原状；插入单一元素，支持commit-or-rollback。所有erase操作，无论是针对单一元素还是多个元素，肯定会成功。

4. 对于lists，插入多个元素的操作也属于transaction-safe。事实上list的所有操作，除了remove()、remove_if()、merge()、sort()、unique()之外（对于这几个函数，也提供了有条件的保证），都是commit-or-rollback。所以，如果需要一个transaction-safe容器，首选list。

5. 所有array-based容器（vectors、deques），insert元素时如果失败，都不会做到完全恢复。push、pop在容器尾端执行，万一发生异常，这两个动作可以保证容器会恢复原状。不过，如果元素的型别能够保证copy构造函数和assignment操作符不抛出异常，则所有加诸于该种元素上的操作，都能保证commit-or-rollback。

如果需要具备“完全commit-or-rollback能力”的容器，应当使用list(但不要调用它的sort()和unique())，或使用任何关联式容器（但不要对它安插多个元素）。如果不使用node-based容器，但又希望获得“完全commit-or-rollback能力”，就需要自己动手为每一个关键操作提供一份wrapper。例如：

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template <typename T, typename Cont, typename Iter> void insert(Cont& coll, const Iter& pos, const T& value) {     Cont tmp(coll); // copy container and all elements     tmp.insert(pos, value); // modify the copy     coll.swap(tmp); // use copy (in case no exception was thrown) }

即便是这份insert wrapper，也不能保证完全安全，比如swap()针对关联性容器复制“比较准则（comparison criterion）”时发生异常。可见，要想完美处理异常十分不易。

《c++ 标准程序库》读书笔记