C++ 具名要求：容器 (Container)

 

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C++ 具名要求

基础 DefaultConstructible MoveConstructible (C++11) CopyConstructible CopyAssignable MoveAssignable (C++11) Destructible 类型属性 ScalarType PODType TriviallyCopyable (C++11) TrivialType (C++11) StandardLayoutType (C++11)   ImplicitLifetimeType 全库范围 BooleanTestable EqualityComparable LessThanComparable Swappable ValueSwappable (C++11) NullablePointer (C++11) Hash (C++11) Allocator FunctionObject Callable Predicate BinaryPredicate Compare

容器 Container ReversibleContainer AllocatorAwareContainer SequenceContainer ContiguousContainer (C++17) AssociativeContainer UnorderedAssociativeContainer (C++11)   容器元素 DefaultInsertable (C++11) CopyInsertable (C++11) MoveInsertable (C++11) EmplaceConstructible (C++11) Erasable (C++11) 迭代器 LegacyIterator LegacyInputIterator LegacyOutputIterator LegacyForwardIterator LegacyBidirectionalIterator LegacyRandomAccessIterator LegacyContiguousIterator (C++17) ConstexprIterator (C++20) 流 I/O FormattedInputFunction UnformattedInputFunction FormattedOutputFunction UnformattedOutputFunction 格式化器 BasicFormatter (C++20) Formatter (C++20)

随机数 SeedSequence (C++11) RandomNumberEngine (C++11) RandomNumberDistribution (C++11) UniformRandomBitGenerator (C++11) RandomNumberEngineAdaptor (C++11) 并发 BasicLockable (C++11) Lockable (C++11) TimedLockable (C++11) SharedLockable (C++14) SharedTimedLockable (C++14) Mutex (C++11) TimedMutex (C++11) SharedMutex (C++17) SharedTimedMutex (C++14) 范围 RangeAdaptorObject (C++20) RangeAdaptorClosureObject (C++20) 多维视图 LayoutMapping (C++23) LayoutMappingPolicy (C++23) AccessorPolicy (C++23) 其他 CharTraits RegexTraits (C++11)   BitmaskType LiteralType (C++11) NumericType UnaryTypeTrait (C++11) BinaryTypeTrait (C++11) TransformationTrait (C++11) Clock (C++11) TrivialClock (C++11)

 

容器 (Container) 是用于存储其他对象并负责管理其所容纳对象内存的对象。

要求

凡例

• 元素类型 T；
• 包含 T 类型元素的容器 (Container) 类型 C；
• C 类型的对象 a、b；
• （可能 const）的 C::iterator 类型的值 i、j；
• C 类型的纯右值表达式 rv。

成员类型

名称	类型	要求
C::value_type	T	可复制构造 (CopyConstructible) (C++11 前)可擦除 (Erasable) (C++11 起)
C::reference	T&
C::const_reference	const T&
C::iterator	值类型是 T 的迭代器	老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 可转换到 const_iterator
C::const_iterator	值类型是 T 的常迭代器	老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator)
C::difference_type	有符号整数	必须与 iterator 和 const_iterator 的 iterator_traits::difference_type 相同
C::size_type	无符号整数	大到足以表示所有 difference_type 的正值

成员函数与运算符

表达式	返回类型	语义	条件	复杂度
C()	C	创建空容器	后：C().empty() == true	常数
C(a)	C	创建 a 的副本	前：T 必须可复制插入 (CopyInsertable) 后：a == C(a)	线性
C(rv) (C++11 起)	C	移动 rv	后：等于 rv 在此构造前的值	常数
a = b	C&	销毁或从 b 的元素复制赋值 a 的所有元素	后：a == b	线性
a = rv (C++11 起)	C&	销毁或从 rv 的元素移动赋值 a 的所有元素	后：a 与 rv 指代不同的对象的情况下 a 等于 rv 在此赋值前拥有的值	线性
a.~C()	void	销毁 a 的所有元素并释放所有内存		线性
a.begin()	(const_)iterator	指向 a 首元素的迭代器		常数
a.end()	(const_)iterator	指向 a 尾后元素的迭代器		常数
a.cbegin() (C++11 起)	const_iterator	const_cast<const C&>(a).begin()		常数
a.cend() (C++11 起)	const_iterator	const_cast<const C&>(a).end()		常数
i <=> j (C++20 起)	strong_ordering	容器迭代器的三路比较	C::​iterator 满足随机访问迭代器的要求	常数
a == b	bool	a.size() == b.size() &&     std::equal(a.begin(),         a.end(), b.begin()) (C++14 前) std::equal(a.begin(), a.end(),     b.begin(), b.end()) (C++14 起)	前：T 必须可相等比较 (EqualityComparable)	a.size() != b.size() 时是常数，否则呈线性
a != b	bool	!(a == b)		线性
a.swap(b)	void	交换 a 与 b 的值		常数
swap(a, b)	void	a.swap(b)		常数
a.size()	size_type	std::distance(a.begin(), a.end())		常数
a.max_size()	size_type	b.size()，其中 b 是最大的可能容器		常数
a.empty()	bool	a.begin() == a.end()		常数
注

给定

• 容器的 iterator 类型的对象 i 与 j，

表达式 i == j、i != j、i < j、i <= j、i >= j、i > j、i - j 中，任一或二者都可以用指代相同元素的一个该容器的 const_iterator 类型的对象替换，而不更改其语义。

可选容器要求 (C++20 起)

下列操作仅对某些类型的容器提供。

如果传递给 std::lexicographical_compare_three_way 的迭代器满足常量表达式迭代器 (ConstexprIterator) ，那么以下描述的各操作均实现为 constexpr 函数。

类别	描述
表达式	a <=> b
返回	std::lexicographical_compare_three_way(a.begin(), a.end(),                                        b.begin(), b.end(),                                        /*synth-three-way*/)
结果	/*synth-three-way-result*/<C::value_type>
前条件	要么 T 实现 three_way_comparable，要么 < 对于（可能为 const 的）T 类型的值有定义且 < 是一种全序关系。
复杂度	线性

容器数据竞争

见容器线程安全

其他要求

C（容器）

• 可默认构造 (DefaultConstructible)
• 可复制构造 (CopyConstructible)
• 可相等比较 (EqualityComparable)
• 可交换 (Swappable)

T（类型）

• 可复制插入 (CopyInsertable)
• 可相等比较 (EqualityComparable)
• 可析构 (Destructible)

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	出版时的行为	正确行为
LWG 179	C++98	iterator 与 const_iterator 类型可能不可比较	要求可比较
LWG 276	C++98	T 要求 可复制赋值 (CopyAssignable)	T 要求 可复制构造 (CopyConstructible)
LWG 322	C++98	未指定 iterator 与 const_iterator 的值类型	指定为 T
LWG 774	C++98	对 swap(a, b) 没有要求	已补充
LWG 883	C++98	a.swap(b) 被定义为 swap(a, b)，导致循环定义	定义为交换 a 和 b 的值
LWG 1319	C++98	iterator 和 const_iterator 不一定有多趟保证	它们需要满足 老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 的要求
LWG 2114 (P2167R3)	C++98	曾允许某些函数的非 bool 返回类型	已禁止
LWG 2263	C++11	LWG 问题 179 的解决方案在 C++11 中被意外丢弃	已恢复
LWG 2839	C++11	不允许标准容器的自移动赋值	容许但结果未指定