Интрузивные контейнеры могут использоваться для высоко оптимизированных алгоритмов, где скорость имеет решающее значение.
- Следует избегать дополнительного управления памятью.
- Программист должен эффективно отслеживать строительство и разрушение объектов.
- Необходима исключительная безопасность, особенно гарантия отсутствия бросков.
- Вычисление итератора на элемент из указателя или ссылки на этот элемент должно быть постоянной операцией времени.
- Важно добиться хорошо известной реакции системы худшего времени.
- Локализация данных (например, для оптимизации кэш-хит) приводит к измеримым эффектам.
Последний пункт важен, если у вас много контейнеров над набором элементов. Например, если у вас есть вектор объектов (скажем,<std::vector<Object>
>), и у вас также есть список, хранящий подмножество этих объектов (<std::list<Object*>
>), то для работы на объекте из итератора списка (<std::list<Object*>::iterator
>) требуется два шага:
- Доступ от итератора (обычно в стеке) к узлу списка, хранящему указатель на<
Object
>.
- Доступ от указателя к<
Object
>объекту, хранящемуся в векторе.
В то время как сами объекты плотно упакованы в память вектора (память вектора гарантированно будет смежным) и образуют нечто вроде блока данных, узлы списка могут быть рассеяны в куче памяти. Следовательно, в зависимости от вашей системы вы можете получить много промахов кэша. То же самое не относится к навязчивому списку. Действительно, отсылка итератора из навязчивого списка выполняется в тех же двух шагах, что и описано выше. Но узел списка уже встроен в Объект, поэтому память напрямую отслеживается от итератора к Объекту.
Также можно использовать интрузивные контейнеры, когда объекты, подлежащие хранению, могут иметь различный или неизвестный размер. Это позволяет хранить базовые и производные объекты в одном контейнере, как показано в следующем примере:
#include <boost/intrusive/list.hpp>
using namespace boost::intrusive;
class Window : public list_base_hook<>
{
public:
typedef list<Window> win_list;
static win_list all_windows;
Window() { all_windows.push_back(*this); }
virtual ~Window() { all_windows.erase(win_list::s_iterator_to(*this)); }
virtual void Paint() = 0;
};
Window::win_list Window::all_windows;
class FrameWindow : public Window
{ void Paint(){/**/} };
class EditWindow : public Window
{ void Paint(){/**/} };
class CanvasWindow : public Window
{ void Paint(){/**/} };
void paint_all_windows()
{
for(Window::win_list::iterator i(Window::all_windows.begin())
, e(Window::all_windows.end())
; i != e; ++i)
i->Paint();
}
class MainWindow : public Window
{
FrameWindow frame_;
EditWindow edit_;
CanvasWindow canvas_;
public:
void Paint(){/**/}
};
int main()
{
MainWindow window;
paint_all_windows();
return 0;
}
Из-за определенных свойств интрузивных контейнеров их часто сложнее использовать, чем их STL-контрагенты. Вот почему вы должны избегать их в публичных интерфейсах библиотек. Классы, которые будут храниться в инвазивных контейнерах, должны изменить свою реализацию для хранения крючка, и это не всегда возможно или желательно.