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MyTinySTL
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在文件`util.h`中，我们提供了一个名为`mystl`的命名空间，其中包含了C++标准库中`utility`头文件的简化版本。这个简化版本定义了`pair`结构体模板，它可以用来存储两个不同类型的值。我们为`pair`提供了多种构造函数，包括默认构造、拷贝构造、移动构造以及从其他类型的`pair`构造。此外，我们还提供了拷贝赋值和移动赋值运算符，以及析构函数。为了支持比较，我们重载了相等、小于、不等于等比较运算符。我们还提供了一个`swap`函数，用于交换两个`pair`对象的值，以及一个全局的`make_pair`函数，用于方便地创建`pair`对象。所有的这些功能都通过模板实现，以支持类型通用性和完美转发，确保类型安全性和效率。`

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sunjiawei 8 months ago
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src/MyTinySTL-master/MyTinySTL-master/MyTinySTL/util.h
Unescape View File

@ -1,297 +1,332 @@
#ifndef MYTINYSTL_UTIL_H_
#ifndef MYTINYSTL_UTIL_H_ // 如果MYTINYSTL_UTIL_H_没有被定义，则定义它，这是一种防止头文件重复包含的常用技术。
#define MYTINYSTL_UTIL_H_
// 这个文件包含一些通用工具，包括 move, forward, swap 等函数，以及 pair 等
// 包含标准库中的size_t类型
#include <cstddef>
// 包含自定义的类型特征头文件
#include "type_traits.h"
namespace mystl
{
// move
template <class T>
typename std::remove_reference<T>::type&& move(T&& arg) noexcept
namespace mystl // 定义一个命名空间mystl，用于封装库的代码，避免命名冲突
{
return static_cast<typename std::remove_reference<T>::type&&>(arg);
}
// forward
template <class T>
T&& forward(typename std::remove_reference<T>::type& arg) noexcept
{
return static_cast<T&&>(arg);
}
template <class T>
T&& forward(typename std::remove_reference<T>::type&& arg) noexcept
{
static_assert(!std::is_lvalue_reference<T>::value, "bad forward");
return static_cast<T&&>(arg);
}
// swap
template <class Tp>
void swap(Tp& lhs, Tp& rhs)
{
auto tmp(mystl::move(lhs));
lhs = mystl::move(rhs);
rhs = mystl::move(tmp);
}
template <class ForwardIter1, class ForwardIter2>
ForwardIter2 swap_range(ForwardIter1 first1, ForwardIter1 last1, ForwardIter2 first2)
{
for (; first1 != last1; ++first1, (void) ++first2)
mystl::swap(*first1, *first2);
return first2;
}
template <class Tp, size_t N>
void swap(Tp(&a)[N], Tp(&b)[N])
{
mystl::swap_range(a, a + N, b);
}
// --------------------------------------------------------------------------------------
// pair
// 结构体模板 : pair
// 两个模板参数分别表示两个数据的类型
// 用 first 和 second 来分别取出第一个数据和第二个数据
template <class Ty1, class Ty2>
struct pair
{
typedef Ty1 first_type;
typedef Ty2 second_type;
first_type first; // 保存第一个数据
second_type second; // 保存第二个数据
// default constructiable
template <class Other1 = Ty1, class Other2 = Ty2,
typename = typename std::enable_if<
std::is_default_constructible<Other1>::value &&
std::is_default_constructible<Other2>::value, void>::type>
constexpr pair()
: first(), second()
{
}
// implicit constructiable for this type
template <class U1 = Ty1, class U2 = Ty2,
typename std::enable_if<
std::is_copy_constructible<U1>::value &&
std::is_copy_constructible<U2>::value &&
std::is_convertible<const U1&, Ty1>::value &&
std::is_convertible<const U2&, Ty2>::value, int>::type = 0>
constexpr pair(const Ty1& a, const Ty2& b)
: first(a), second(b)
{
}
// explicit constructible for this type
template <class U1 = Ty1, class U2 = Ty2,
typename std::enable_if<
std::is_copy_constructible<U1>::value &&
std::is_copy_constructible<U2>::value &&
(!std::is_convertible<const U1&, Ty1>::value ||
!std::is_convertible<const U2&, Ty2>::value), int>::type = 0>
explicit constexpr pair(const Ty1& a, const Ty2& b)
: first(a), second(b)
{
}
pair(const pair& rhs) = default;
pair(pair&& rhs) = default;
// implicit constructiable for other type
template <class Other1, class Other2,
typename std::enable_if<
std::is_constructible<Ty1, Other1>::value &&
std::is_constructible<Ty2, Other2>::value &&
std::is_convertible<Other1&&, Ty1>::value &&
std::is_convertible<Other2&&, Ty2>::value, int>::type = 0>
constexpr pair(Other1&& a, Other2&& b)
: first(mystl::forward<Other1>(a)),
second(mystl::forward<Other2>(b))
{
}
// explicit constructiable for other type
template <class Other1, class Other2,
typename std::enable_if<
std::is_constructible<Ty1, Other1>::value &&
std::is_constructible<Ty2, Other2>::value &&
(!std::is_convertible<Other1, Ty1>::value ||
!std::is_convertible<Other2, Ty2>::value), int>::type = 0>
explicit constexpr pair(Other1&& a, Other2&& b)
: first(mystl::forward<Other1>(a)),
second(mystl::forward<Other2>(b))
{
}
// implicit constructiable for other pair
template <class Other1, class Other2,
typename std::enable_if<
std::is_constructible<Ty1, const Other1&>::value &&
std::is_constructible<Ty2, const Other2&>::value &&
std::is_convertible<const Other1&, Ty1>::value &&
std::is_convertible<const Other2&, Ty2>::value, int>::type = 0>
constexpr pair(const pair<Other1, Other2>& other)
: first(other.first),
second(other.second)
{
}
// explicit constructiable for other pair
template <class Other1, class Other2,
typename std::enable_if<
std::is_constructible<Ty1, const Other1&>::value &&
std::is_constructible<Ty2, const Other2&>::value &&
(!std::is_convertible<const Other1&, Ty1>::value ||
!std::is_convertible<const Other2&, Ty2>::value), int>::type = 0>
explicit constexpr pair(const pair<Other1, Other2>& other)
: first(other.first),
second(other.second)
{
}
// implicit constructiable for other pair
template <class Other1, class Other2,
typename std::enable_if<
std::is_constructible<Ty1, Other1>::value &&
std::is_constructible<Ty2, Other2>::value &&
std::is_convertible<Other1, Ty1>::value &&
std::is_convertible<Other2, Ty2>::value, int>::type = 0>
constexpr pair(pair<Other1, Other2>&& other)
: first(mystl::forward<Other1>(other.first)),
second(mystl::forward<Other2>(other.second))
{
}
// explicit constructiable for other pair
template <class Other1, class Other2,
typename std::enable_if<
std::is_constructible<Ty1, Other1>::value &&
std::is_constructible<Ty2, Other2>::value &&
(!std::is_convertible<Other1, Ty1>::value ||
!std::is_convertible<Other2, Ty2>::value), int>::type = 0>
explicit constexpr pair(pair<Other1, Other2>&& other)
: first(mystl::forward<Other1>(other.first)),
second(mystl::forward<Other2>(other.second))
{
}
// copy assign for this pair
pair& operator=(const pair& rhs)
{
if (this != &rhs)
// move函数模板
// 这个函数用于将参数转换为右值引用，以便可以使用移动语义。
template <class T>
typename std::remove_reference<T>::type&& move(T&& arg) noexcept
{
first = rhs.first;
second = rhs.second;
return static_cast<typename std::remove_reference<T>::type&&>(arg);
}
return *this;
}
// move assign for this pair
pair& operator=(pair&& rhs)
{
if (this != &rhs)
// forward函数模板
// 这个函数用于完美转发参数，保持参数的左值或右值性质。
template <class T>
T&& forward(typename std::remove_reference<T>::type& arg) noexcept
{
first = mystl::move(rhs.first);
second = mystl::move(rhs.second);
return static_cast<T&&>(arg);
}
return *this;
}
// copy assign for other pair
template <class Other1, class Other2>
pair& operator=(const pair<Other1, Other2>& other)
{
first = other.first;
second = other.second;
return *this;
}
// move assign for other pair
template <class Other1, class Other2>
pair& operator=(pair<Other1, Other2>&& other)
{
first = mystl::forward<Other1>(other.first);
second = mystl::forward<Other2>(other.second);
return *this;
}
~pair() = default;
void swap(pair& other)
{
if (this != &other)
// 另一个forward函数模板的重载
// 这个重载用于处理右值引用参数。
template <class T>
T&& forward(typename std::remove_reference<T>::type&& arg) noexcept
{
mystl::swap(first, other.first);
mystl::swap(second, other.second);
static_assert(!std::is_lvalue_reference<T>::value, "bad forward");
return static_cast<T&&>(arg);
}
}
};
// 重载比较操作符
template <class Ty1, class Ty2>
bool operator==(const pair<Ty1, Ty2>& lhs, const pair<Ty1, Ty2>& rhs)
{
return lhs.first == rhs.first && lhs.second == rhs.second;
}
template <class Ty1, class Ty2>
bool operator<(const pair<Ty1, Ty2>& lhs, const pair<Ty1, Ty2>& rhs)
{
return lhs.first < rhs.first || (lhs.first == rhs.first && lhs.second < rhs.second);
}
template <class Ty1, class Ty2>
bool operator!=(const pair<Ty1, Ty2>& lhs, const pair<Ty1, Ty2>& rhs)
{
return !(lhs == rhs);
}
template <class Ty1, class Ty2>
bool operator>(const pair<Ty1, Ty2>& lhs, const pair<Ty1, Ty2>& rhs)
{
return rhs < lhs;
}
template <class Ty1, class Ty2>
bool operator<=(const pair<Ty1, Ty2>& lhs, const pair<Ty1, Ty2>& rhs)
{
return !(rhs < lhs);
}
template <class Ty1, class Ty2>
bool operator>=(const pair<Ty1, Ty2>& lhs, const pair<Ty1, Ty2>& rhs)
{
return !(lhs < rhs);
}
// 重载 mystl 的 swap
template <class Ty1, class Ty2>
void swap(pair<Ty1, Ty2>& lhs, pair<Ty1, Ty2>& rhs)
{
lhs.swap(rhs);
}
// swap函数模板
// 这个函数用于交换两个对象的值。
template <class Tp>
void swap(Tp& lhs, Tp& rhs)
{
auto tmp(mystl::move(lhs)); // 使用move将lhs的值移动到tmp
lhs = mystl::move(rhs); // 将rhs的值移动到lhs
rhs = mystl::move(tmp); // 将tmp的值（原lhs的值）移动到rhs
}
// 全局函数，让两个数据成为一个 pair
template <class Ty1, class Ty2>
pair<Ty1, Ty2> make_pair(Ty1&& first, Ty2&& second)
{
return pair<Ty1, Ty2>(mystl::forward<Ty1>(first), mystl::forward<Ty2>(second));
}
// swap_range函数模板
// 这个函数用于交换两个范围内的元素。
template <class ForwardIter1, class ForwardIter2>
ForwardIter2 swap_range(ForwardIter1 first1, ForwardIter1 last1, ForwardIter2 first2)
{
for (; first1 != last1; ++first1, (void) ++first2) // 遍历两个范围
mystl::swap(*first1, *first2); // 交换对应的元素
return first2; // 返回第二个范围的迭代器
}
}
// 另一个swap函数模板的重载
// 这个重载用于交换两个数组。
template <class Tp, size_t N>
void swap(Tp(&a)[N], Tp(&b)[N])
{
mystl::swap_range(a, a + N, b); // 使用swap_range函数交换数组元素
}
#endif // !MYTINYSTL_UTIL_H_
// --------------------------------------------------------------------------------------
// pair结构体模板
// 用于存储两个不同类型的值。
// pair结构体模板定义
template <class Ty1, class Ty2>
struct pair
{
typedef Ty1 first_type; // 第一个元素的类型
typedef Ty2 second_type; // 第二个元素的类型
first_type first; // 第一个元素
second_type second; // 第二个元素
// 默认构造函数
// 如果两个类型都可以默认构造，则可以默认构造pair
template <class Other1 = Ty1, class Other2 = Ty2,
typename = typename std::enable_if<
std::is_default_constructible<Other1>::value&&
std::is_default_constructible<Other2>::value, void>::type>
constexpr pair()
: first(), second() // 使用默认构造函数构造first和second
{
}
// 从相同类型的参数构造pair
// 如果两个类型都可以复制构造，并且参数可以隐式转换为目标类型，则可以隐式构造pair
template <class U1 = Ty1, class U2 = Ty2,
typename std::enable_if<
std::is_copy_constructible<U1>::value&&
std::is_copy_constructible<U2>::value&&
std::is_convertible<const U1&, Ty1>::value&&
std::is_convertible<const U2&, Ty2>::value, int>::type = 0>
constexpr pair(const Ty1& a, const Ty2& b)
: first(a), second(b) // 使用参数a和b构造first和second
{
}
// 从相同类型的参数显式构造pair
// 如果两个类型都可以复制构造，但参数不能隐式转换为目标类型，则需要显式构造pair
template <class U1 = Ty1, class U2 = Ty2,
typename std::enable_if<
std::is_copy_constructible<U1>::value&&
std::is_copy_constructible<U2>::value &&
(!std::is_convertible<const U1&, Ty1>::value ||
!std::is_convertible<const U2&, Ty2>::value), int>::type = 0>
explicit constexpr pair(const Ty1& a, const Ty2& b)
: first(a), second(b) // 使用参数a和b构造first和second
{
}
pair(const pair& rhs) = default; // 默认复制构造函数
pair(pair&& rhs) = default; // 默认移动构造函数
// 从不同类型的参数构造pair
// 如果两个类型都可以构造，并且参数可以完美转发，则可以隐式构造pair
template <class Other1, class Other2,
typename std::enable_if<
std::is_constructible<Ty1, Other1>::value&&
std::is_constructible<Ty2, Other2>::value&&
std::is_convertible<Other1&&, Ty1>::value&&
std::is_convertible<Other2&&, Ty2>::value, int>::type = 0>
constexpr pair(Other1&& a, Other2&& b)
: first(mystl::forward<Other1>(a)), // 使用forward完美转发参数a
second(mystl::forward<Other2>(b)) // 使用forward完美转发参数b
{
}
// 从不同类型的参数显式构造pair
// 如果两个类型都可以构造，但参数不能隐式转换为目标类型，则需要显式构造pair
template <class Other1, class Other2,
typename std::enable_if<
std::is_constructible<Ty1, Other1>::value&&
std::is_constructible<Ty2, Other2>::value &&
(!std::is_convertible<Other1, Ty1>::value ||
!std::is_convertible<Other2, Ty2>::value), int>::type = 0>
explicit constexpr pair(Other1&& a, Other2&& b)
: first(mystl::forward<Other1>(a)), // 使用forward完美转发参数a
second(mystl::forward<Other2>(b)) // 使用forward完美转发参数b
{
}
// 从另一个pair构造
// 如果两个pair的类型可以构造当前pair的类型，并且可以隐式转换，则可以隐式构造
template <class Other1, class Other2,
typename std::enable_if<
std::is_constructible<Ty1, const Other1&>::value&&
std::is_constructible<Ty2, const Other2&>::value&&
std::is_convertible<const Other1&, Ty1>::value&&
std::is_convertible<const Other2&, Ty2>::value, int>::type = 0>
constexpr pair(const pair<Other1, Other2>& other)
: first(other.first), // 使用other的first构造first
second(other.second) // 使用other的second构造second
{
}
// 从另一个pair显式构造
// 如果两个pair的类型可以构造当前pair的类型，但不能隐式转换，则需要显式构造
template <class Other1, class Other2,
typename std::enable_if<
std::is_constructible<Ty1, const Other1&>::value&&
std::is_constructible<Ty2, const Other2&>::value &&
(!std::is_convertible<const Other1&, Ty1>::value ||
!std::is_convertible<const Other2&, Ty2>::value), int>::type = 0>
explicit constexpr pair(const pair<Other1, Other2>& other)
: first(other.first), // 使用other的first构造first
second(other.second) // 使用other的second构造second
{
}
// 从另一个pair移动构造
//
// 从另一个pair显式构造
// 如果Other1和Other2类型可以构造Ty1和Ty2类型，并且Other1到Ty1和Other2到Ty2的转换不是隐式的，则显式构造pair
template <class Other1, class Other2,
typename std::enable_if<
std::is_constructible<Ty1, const Other1&>::value&&
std::is_constructible<Ty2, const Other2&>::value &&
(!std::is_convertible<const Other1&, Ty1>::value ||
!std::is_convertible<const Other2&, Ty2>::value), int>::type = 0>
explicit constexpr pair(const pair<Other1, Other2>& other)
: first(other.first), second(other.second)
{
} // 使用other的first和second成员初始化当前对象的first和second成员
// 从另一个pair隐式构造
// 如果Other1和Other2类型可以构造Ty1和Ty2类型，并且Other1到Ty1和Other2到Ty2的转换是隐式的，则隐式构造pair
template <class Other1, class Other2,
typename std::enable_if<
std::is_constructible<Ty1, Other1>::value&&
std::is_constructible<Ty2, Other2>::value&&
std::is_convertible<Other1, Ty1>::value&&
std::is_convertible<Other2, Ty2>::value, int>::type = 0>
constexpr pair(pair<Other1, Other2>&& other)
: first(mystl::forward<Other1>(other.first)),
second(mystl::forward<Other2>(other.second))
{
} // 使用完美转发技术将other的first和second成员转发给当前对象的构造函数
// 从另一个pair显式构造（右值引用）
// 如果Other1和Other2类型可以构造Ty1和Ty2类型，并且Other1到Ty1和Other2到Ty2的转换不是隐式的，则显式构造pair（右值引用）
template <class Other1, class Other2,
typename std::enable_if<
std::is_constructible<Ty1, Other1>::value&&
std::is_constructible<Ty2, Other2>::value &&
(!std::is_convertible<Other1, Ty1>::value ||
!std::is_convertible<Other2, Ty2>::value), int>::type = 0>
explicit constexpr pair(pair<Other1, Other2>&& other)
: first(mystl::forward<Other1>(other.first)),
second(mystl::forward<Other2>(other.second))
{
} // 使用完美转发技术将other的first和second成员转发给当前对象的构造函数（右值引用）
// 拷贝赋值运算符
pair& operator=(const pair& rhs)
{
if (this != &rhs) // 检查自赋值
{
first = rhs.first; // 赋值first成员
second = rhs.second; // 赋值second成员
}
return *this; // 返回当前对象的引用
}
// 移动赋值运算符
pair& operator=(pair&& rhs)
{
if (this != &rhs) // 检查自赋值
{
first = mystl::move(rhs.first); // 使用move语义移动first成员
second = mystl::move(rhs.second); // 使用move语义移动second成员
}
return *this; // 返回当前对象的引用
}
// 拷贝赋值运算符（从另一个pair）
template <class Other1, class Other2>
pair& operator=(const pair<Other1, Other2>& other)
{
first = other.first; // 赋值first成员
second = other.second; // 赋值second成员
return *this; // 返回当前对象的引用
}
// 移动赋值运算符（从另一个pair）
template <class Other1, class Other2>
pair& operator=(pair<Other1, Other2>&& other)
{
first = mystl::forward<Other1>(other.first); // 使用完美转发技术移动first成员
second = mystl::forward<Other2>(other.second); // 使用完美转发技术移动second成员
return *this; // 返回当前对象的引用
}
// 默认析构函数
~pair() = default;
// 自定义swap函数
void swap(pair & other)
{
if (this != &other) // 检查自交换
{
mystl::swap(first, other.first); // 交换first成员
mystl::swap(second, other.second); // 交换second成员
}
}
// 重载比较运算符 ==
template <class Ty1, class Ty2>
bool operator==(const pair<Ty1, Ty2>&lhs, const pair<Ty1, Ty2>&rhs)
{
return lhs.first == rhs.first && lhs.second == rhs.second; // 比较两个pair的对应成员
}
// 重载比较运算符 <
template <class Ty1, class Ty2>
bool operator<(const pair<Ty1, Ty2>&lhs, const pair<Ty1, Ty2>&rhs)
{
return lhs.first < rhs.first || (lhs.first == rhs.first && lhs.second < rhs.second); // 先比较first成员，如果相等再比较second成员
}
// 重载比较运算符 !=
template <class Ty1, class Ty2>
bool operator!=(const pair<Ty1, Ty2>&lhs, const pair<Ty1, Ty2>&rhs)
{
return !(lhs == rhs); // 比较两个pair是否不相等
}
// 重载比较运算符 >
template <class Ty1, class Ty2>
bool operator>(const pair<Ty1, Ty2>&lhs, const pair<Ty1, Ty2>&rhs)
{
return rhs < lhs; // 比较rhs是否小于lhs
}
// 重载比较运算符 <=
template <class Ty1, class Ty2>
bool operator<=(const pair<Ty1, Ty2>&lhs, const pair<Ty1, Ty2>&rhs)
{
return !(rhs < lhs); // 比较rhs是否不小于lhs
}
// 重载比较运算符 >=
template <class Ty1, class Ty2>
bool operator>=(const pair<Ty1, Ty2>&lhs, const pair<Ty1, Ty2>&rhs)
{
return !(lhs < rhs); // 比较lhs是否不小于rhs
}
// 重载mystl的swap函数
template <class Ty1, class Ty2>
void swap(pair<Ty1, Ty2>&lhs, pair<Ty1, Ty2>&rhs)
{
lhs.swap(rhs); // 使用pair的成员swap函数交换两个pair
}
// 全局函数，用于创建pair
template <class Ty1, class Ty2>
pair<Ty1, Ty2> make_pair(Ty1 && first, Ty2 && second)
{
return pair<Ty1, Ty2>(mystl::forward<Ty1>(first), mystl::forward<Ty2>(second)); // 使用完美转发技术创建pair
}
} // 结束命名空间mystl
#endif
// !MYTINYSTL_UTIL_H_
// 结束头文件包含保护
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