作为C++程序员,肯定免不了和指针打交道了。一般我们使用指针都是为了避免不必要的拷贝,但有时候其实可以简化掉它。
先看一段例子,假设我们有一段老代码:
...
const string s = "1234567";
...
foo(s); // foo(const string&)
bar(s); // bar(const string&)
...
在某个函数中我们有一个常量s,参与后续计算逻辑。某一天逻辑调整,我们通过某种计算(比如解析配置)获得了一个 vector类型的变量 v,如果v里面有元素就取第一个元素赋值给s,否则还沿用默认值"1234567"。那么初学者可能这样改:
string s = "1234567";
if (v.size() > 0) {
s = v[0];
}
...
foo(s);
bar(s);
...
或者:
string s;
if (v.size() > 0) {
s = v[0];
} else {
s = "1234567";
}
...
foo(s);
bar(s);
...
但是无论哪种都存在string的operato=()
的调用。一开始的初始化可能会变得无意义,因为紧接着就会被覆盖。稍有经验的程序员会这样写:
const string def_s = "123467";
const string* sp = &def_s;
if (v.size() > 0) {
sp = &v[0];
}
const auto& s = *sp;
...
foo(s);
bar(s);
...
使用指针就能避免这次operato=()
的开销。但其实利用三目运算符会更简洁:
const auto& s = v.size() > 0 ? v[0]: "1234567";
...
foo(s);
bar(s);
...
如果有更多的条件和判断,那么三目运算符嵌套就会影响可读性了,所以不建议盲目使用三目运算符,不要生搬硬套。
leetcode 102. 二叉树的层序遍历: 给你一个二叉树,请你返回其按 层序遍历 得到的节点值。(即逐层地,从左到右访问所有节点)。
class Solution { public: vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) { } };
题目不难,就是二叉树的BFS遍历,一般实现BFS我们通常都借助队列 queue
来实现。比如:
class Solution {
public:
vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
if (!root) {
return {};
}
vector<vector<int>> ans;
queue<TreeNode*>* q = new queue<TreeNode*>;
q->push(root);
while (!q->empty()) {
queue<TreeNode*>* tmp_q = new queue<TreeNode*>;
vector<int> v;
while (!q->empty()) {
TreeNode* node = q->front();
if (node) {
v.push_back(node->val);
tmp_q->push(node->left);
tmp_q->push(node->right);
}
q->pop();
}
// 调整q的指向
q = tmp_q;
if (!v.empty()) {
ans.push_back(move(v));
}
}
return ans;
}
};
上面代码中,之所以q
和tmp_q
都使用指针,是因为最外层的while循环判断条件是一直判断 q是否为空,然而每一层遍历的q 其实是不同的。使用指针目的是在单层遍历完成后,直接修改q指针的指向,使其指向下一层的队列tmp_q。
另外请忽略代码中只有new,而没有delete这件事,因为leetcode刷题一般都不考虑内存泄漏
如果不想让q 变成指针呢?那么很多人会这样写:
class Solution {
public:
vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
if (!root) {
return {};
}
vector<vector<int>> ans;
queue<TreeNode*> q;
q.push(root);
while (!q.empty()) {
vector<TreeNode*> tmp_v;
vector<int> v;
while (!q.empty()) {
TreeNode* node = q.front();
if (node) {
v.push_back(node->val);
tmp_v.push_back(node->left);
tmp_v.push_back(node->right);
}
q.pop();
}
// 遍历,入队
for (TreeNode* node: tmp_v) {
q.push(node);
}
if (!v.empty()) {
ans.push_back(move(v));
}
}
return ans;
}
};
借助一个临时的vector来处理,在每一层遍历完成后,再从vector里把下一层的节点push到已经变成空的队列q中。很明显这里的问题就是会多一些遍历和push的操作。
能不能即不把q弄成指针,又不需要做额外的push呢?答案是借助swap:
class Solution {
public:
vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
if (!root) {
return {};
}
vector<vector<int>> ans;
queue<TreeNode*> q;
q.push(root);
while (!q.empty()) {
queue<TreeNode*> tmp_q;
vector<int> v;
while (!q.empty()) {
TreeNode* node = q.front();
if (node) {
v.push_back(node->val);
tmp_q.push(node->left);
tmp_q.push(node->right);
}
q.pop();
}
// 交换q和tmp_q的内部存储
q.swap(tmp_q);
if (!v.empty()) {
ans.push_back(move(v));
}
}
return ans;
}
};
不止queue,像vector、map等STL容器都有swap成员函数。请放心swap的开销是常数时间。
STL容器会占用栈存储和堆存储,比如vector,即使你使用的局部变量的vector,它内部也会把具体的数据用堆来存储,在类内部使用一个指针指向这块内存。
这个指针本身是栈存储,它指向的位置是堆存储区。所谓的swap,只不过是交换两个容器内部指向数据的指针。
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