Optimisation d'une classe vecteur

- Bonjour, je suis étudiant et je cherche à optimiser une classe vecteur en c++.

Pour cela, il me faut implémenter les caractéristiques suivantes :
- Distinction entre l'Allocation/déallocation de stockage et l'initialisation/destruction
-Small Buffer Optimization : On ajoute un buffer de capacité N. Si la taille du vecteur n'excède pas N (vecteur court), on a pas besoin d'allouer dynamiquement le stockage pour les éléments du vecteur. (La Capacité d'un vecteur construit par le constructeur par défaut est N)

Contenu du vecteur :
- Constructeur par défaut
-Constructeur/Opérateur d'attribution de Copie/de Déplacement
-Destructeur
-Fonctions Reserve, Push Back, emplace back,pop back, clear, swap.
-Accès au premier élément, à l'élément i, à la capacité et à la taille du vecteur

Je suis débutant en C++/langages bas niveau et j'ai choisi un cours trop avancé qui fait que, malgré le travail, j'arrive à un point où je suis perdu. J'ai donc besoin de votre aide,
Voici un extrait de mon code, je ne sais pas si il est correct, il comporte les constructeurs/opérateurs d'attribution par défaut et de copie.

Code:

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#pragma once     #include <iostream> #include <memory>         namespace epc{     template <typename T, size_t N> class vector { private: //initialisation des variables T* _data; size_t _size; size_t _capacity; alignas(T) unsigned char m_buffer[N * sizeof(T)]; //initialisation du buffer     public: vector() noexcept : _data(nullptr), _size(0), _capacity(0) {}; //Constructeur par défaut     // Appel du constructeur par défaut pour s'assurer que le vecteur est bien initialisé. explicit vector(std::size_t s) : _size(s), _capacity(s) { //Test si la taille est supérieur à la taille du buffer et alloue la mémoire en conséquence if (s > N) { _data = reinterpret_cast<T*>(::operator new(sizeof(T) * s)); } else { _data = reinterpret_cast<T*>(&m_buffer); } //Construction par défaut for (std::size_t i = 0; i < _size; i++) { new(_data + i) T(); } }     // Copy constructor vector(const vector &other) : _size(other._size), _capacity(other._capacity) { //Test si la taille est supérieur à la taille du buffer et alloue la mémoire en conséquence if (other._capacity > N) { _data = reinterpret_cast<T*>(::operator new(sizeof(T) * other._capacity)); } else { _data = reinterpret_cast<T*>(&m_buffer); } //Construction par copie for (std::size_t i = 0; i < _size; i++) { new(_data + i) T(other._data + i); } }   //copy assignment operator vector &operator=(const vector &other) { //Copie la taille et la capacité de la variable rhs _size = other._size; _capacity = other._capacity; //alloue la mémoire en fonction de la taille de la variable rhs _data = reinterpret_cast<T*>(::operator new(sizeof(T) * _capacity)); //Construction par copie for (std::size_t i = 0; i < _size; i++) { new(_data + i) T(other._data + i); } return *this; }     }}

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J'aimerais me concentrer sur cette partie d'abord pour être sur de comprendre comment bien implémenter ces constructeurs en gérant le buffer et différencier les cas ou le vecteur est long (taille >N) et celui ou il est court. Y'a t'il des erreurs, de syntaxe, de logique ? Qu'est ce qu'une variable rhs et à quoi elles servent dans ce code ?
Je ne comprend pas cette ligne : _data = reinterpret_cast<T*>(::operator new(sizeof(T) * other._capacity)); Alloue t'elle bien un nouveau buffer plus grand ?

Merci beaucoup pour votre aide.

Bonjour,

La variable rhs, c'est l'objet passé en paramètre, donc ici c'est la variable other.

Oui, l'expression _data = reinterpret_cast<T*>(::operator new(sizeof(T) * other._capacity)); alloue un buffer pouvant contenir other._capacity objets de type T.

Gérer une collection est complexe, le plus gros piège est la gestion des éventuelles exceptions. Les allocations, les constructions et les copies des objets peuvent déclencher des exceptions et on doit garantir que quoi qu'il arrive le vecteur reste cohérent et sans perte de mémoire. Le code les gérant est irréaliste pour un débutant et même pour une personne confirmée. C'est pour cela que dans la vraie vie, on ne se risque pas à créer une collection qui géré ses allocations. Je vais supposer qu'ici, les exceptions sont négligées.

Le moyen le plus simple et le plus sûr pour écrire l'opérateur d'affectation, est d'écrire une fonction void swap(vector &other) (très facile) et de l'utiliser.

Code:

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vector &operator=( const vector &other ) { vector temp( other ); // construction d'une copie de other temp.swap( *this ); // échange de *this et de temp, donc *this est maintenant la copie construite de other return *this; } // ici temp est détruit, donc ce qu'était *this disparait

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On peut sinon écrire l'opérateur d'affectation étape par étape, c'est plus complexe mais nous donne la possibilité d'optimiser et évitant des allocations si possible. Les actions à effectuer sont:
A) cas non optimisé
-- désallouer ce qu'il y a dans *this.
-- allouer ce qui est nécessaire (assez pour recevoir ce qu'il y a dans other.
-- this->_capacity = taille allouée(au moins other._size).
-- construire une copie de chacun des éléments de other.
-- this->_size = other->_size;.
-- attention, si this == &other, on tente de copier un objet sur lui-même, ce cas ne marchera pas.
B) cas optimisé, par exemple si this->_capacity >= other._size, on n'a pas besoin de toucher aux allocations
-- soit std::size_t n = std::min(this->_size,other._size);.
-- affecter par copie les n premiers éléments (indices qui existaient dans *this et existent dans other)
-- si n < this->_size, détruire les éléments en trop
-- si other._size > n, construire par copie les éléments manquants.
-- this->_size = other._sizePour gérer sainement les exceptions, il y aurait des précautions supplémentaires, et la chronologie serait différentes (cas A ou cas B).