C++ 标准库系列课 - 你所不知道的 set 容 器 by 小彭老师（ @archibate ） 课件 & 代码： https://github.com/parallel101/course 上期回顾： https://www.bilibili.com/video/BV1qF411T7sd 课程安排 1. vector 容器初体验 & 迭代器入门 (BV1qF411T7sd) 2. 你所不知道的 const char * 的爱恨纠葛 4. 万能的 map 容器全家桶及其妙用举例 5. 函子 functor 与 lambda 表达式知多少 6. 通过实战案例来学习 STL 算法库 7. C++ 标准输入输出流 & 字符串格式化 8. traits 技术，用户自定义迭代器与算法 9. allocator ，内存管理与对象生命周期 set 和 vector 的区别 • 都是能存储一连串数据的容器 拟出来的 + n 复杂度为 O(n) 。虽然低效，但至少可 以用了。 std::next 等价于 + • 但是这样手写三个 ++ 太麻烦了 ，而且是就地操作，会改变迭代 器本身。 • 因此标准库提供了 std::next 函 数，他的内部实现相当于这样： • 没错，他会自动判断迭代器是否 支持 + 运算，如果不支持，会 改为比较低效的调用 n 次 ++ 。 std::advance

新一代分布式高性能图数据库的构建 北京海致星图科技有限公司 2023-06-18 沈游人 数据库与大数据专场 海致简介—企业级知识图谱开创者 专业顶尖技术团队支撑 超 700 人团队，其中 80% 为技术人员，创始团队在完成全球第一个中文知 识图谱网站研发后，探索知识图谱技术在企业领域的应用。 2021 年，海致院 士专家工作站成立，站内清华大学计算机博士生占比达 90% 以上。 高性能图计算是高性能计算、图计算两项技术融合产生的新的技术方向，满足人们对更大规模、更复 杂数据的实时处理和存储需求，是计算机领域竞争新战略制高点。 产学结合、协同创新，打造全球领先的国产自研图数据库 AtlasGraph ，培育世界级的图计算软硬件 生态体系，保持对全球科技竞争的战略均衡。 海致高性能图计算院士专家工作站 海致获得“ 2021 年 CCF 科学技术奖科技进步卓越奖” CCF 验的大规模图数据智能分析系统与平台，满足了大数据时代从复杂异质图数据中进行知识 发现的重要需求。最终获得国内外授权发明专利 43 项， CCF -A 类论文 51 篇，获得 2 次国际竞赛冠军，参与了 2 项图计算相关标准制定。 AtlasGraph 架构及实现 图技术简介 Takeway “ 世界是复杂关系的总和”—— 一张典型的知识图谱 电话 / 同通讯录 / 绑定同账户 /... Mac 地址 /IP

4. 万能的 map 容器全家桶及其妙用举例 5. 函子 functor 与 lambda 表达式知多少 6. 通过实战案例来学习 STL 算法库 7. C++ 标准输入输出流 & 字符串格式化 8. traits 技术，用户自定义迭代器与算法 9. allocator ，内存管理与对象生命周期 ASCII 码 第 1 章 计算机如何表达字符 https://zh 的字样，就是这样出现的。这里我 们的 cat 程序收到 ^C 以后，就直接终止退 出了。 关于控制字符的一个冷知识 • 除此之外，因为 ^D 是“传输终止符”，还可以在控制 台输入 Ctrl+D 来关闭标准输入流，终止正在读取他 的程序。 • 小彭老师常用 Ctrl+D 来快速关闭一个 shell （和输入 exit 命令的效果一样）。 • 以及按 Ctrl+I 的效果其实和 Tab 键一样，按 语言其实只规定了 unsigned char 是无符号 8 位整数， signed char 是有 符号 8 位整数，而 char 类型只需是 8 位整数即可，可以是有符号也可以 是无符号，任凭编译器决定（ C 标准委员会传统异能， khronos 直呼内行） 。 • 以 GCC 为例，他规定 char 在 x86 架构是有符号的 (char = signed char) ，而在 arm 架构上则认为是无符号的

安装……） • 事实上， MSBuild 是单核心的构建系统， Makefile 虽然多核心但因历史兼容原因效率一 般。 • 而 Ninja 则是专为性能优化的构建系统，他和 CMake 结合都是行业标准了。 Ninja 和 Makefile 简单的对比 性能上： Ninja > Makefile > MSBuild Makefile 启动时会把每个文件都检测一遍， 浪费很多时间。特别是有很多文件，但是实 型为发布模式（高度优化）而不是默认的调试模式（不会优化）。 我们稍后会详细捋一遍类似于 CMAKE_BUILD_TYPE 这样的东西。绝 大多数 CMakeLists.txt 开头都会有的部分，可以说是“标准模板”了。 project ：初始化项目信息，并把当前 CMakeLists.txt 所在位置作为根 目录 这里初始化了一个名称为 hellocmake 的项目，为什么需要项目名？ 对于 MSVC enable_language(CXX) 这样可以把 enable_language 放到 if 语句里，从而只有某些选项开启才启用某语言之类的 设置 C++ 标准： CMAKE_CXX_STANDARD 变量 • CMAKE_CXX_STANDARD 是一个整数，表示要用的 C++ 标准。 • 比如需要 C++17 那就设为 17 ，需要 C++23 就设为 23 。 • CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED

就干净许多，只是创建了 biology 这个静态库对象，并通过 GLOB_RECRUSE 为他批量添加 了所有位于 src 和 include 下源码和头文件。 • 根项目的 CMakeLists.txt 负责处理全局有效的设定。而子 项目的 CMakeLists.txt 则仅考虑该子项目自身的设定，比 如他的头文件目录，要链接的库等等。 四、子项目的头文件 • 这里我们给 biology • 在声明和定义外面都套一层名字空间，例如此处我的子项目名是 biology ，那 我就 biology::Animal 。避免暴露全局的 Animal 。这是因为万一有个“不拘一 格”的第三方库也暴露个全局的 Animal ，两个符号就会发生冲突，由于类符号 都具有 weak 属性，链接器会随机选择一个覆盖掉，非常危险！ • （关于符号的 weak 属性，以后单独开一门 C++ 课讲讲，这一课还是重点关注 function 中则是基于定义者所在路径，优先访问定义者的作用域。这里需要 set(key val PARENT_SCOPE) 才能修改到外面的变量。 第二章：第三方库 / 依赖项配置 用 find_package 寻找系统中安装的第三方库并链接他们 find_package 命令 • 常用参数列表一览： • find_package( [version] [EXACT]

https://github.com/parallel101/course C++ 标准库五大件：容器（ container ） C++ 标准库五大件：迭代器（ iterator ） C++ 标准库五大件：算法（ algorithm ） C++ 标准库五大件：仿函数（ functor ） C++ 标准库五大件：分配器（ allocator ） 侯捷 STL 侯捷 STL vector capacity() const noexcept; vector 容器： resize 的优化策略 • 注意这里 resize(7) 之后容量实际上扩充到了 10 而不是刚好 7 ，为什么 ？ • 因为标准库的设计者非常聪明，他料想到了你 resize(7) 以后可能还会来 个 resize(8) 甚至 resize(9) 之类的。为了减少重复分配的次数，他有一 个策略：当 resize 后的新尺寸变化较小时，则自动扩容至原尺寸的两倍 组大小（很多同学都号称自己实现过 vector ，都是这种 写法），那么如果要用 push_back 推入 n 个元素，就 需要重新分配内存 n 次，移动元素 n(n+1)/2 次。 • 而像标准库这样允许数组大小和实际容量不同，这样 push_back 在容量不足的时候就可以一次性扩容两倍， 只需重新分配 logn 次，移动元素 2n-1 次。 vector 容器： push_back

图像。总共只花了 1 分钟。 图形学爱好者：我看中的是多核，目的是加速比，如果是单核，那多线程对我无用！ 某互联网公司：我看中的是异步，目的是无阻塞，即使是单核，多线程对我也有用。 因特尔开源的并行编程库： TBB https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-1-4842-4398-5_2 安装 TBB • Ubuntu: • sudo apt-get net/weixin_42973508/article/details/111681426 详见 https://www.bilibili.com/video/BV1fa411r7zp 的 1:18:48 上一课的案例代码：基于标准库 基于 TBB 的版本：任务组 • 用一个任务组 tbb::task_group 启动多个 任务，一个负责下载，一个负责和用户交 互。并在主线程中等待该任务组里的任务 全部执行完毕。 • 小彭老师单方面宣布：一切默认开启 tests ， docs 构建目标的 cmake 项目，有病啊！ 你妨碍别人作为子模块用你的项目。没错说的就是你 OpenSim ，张心欣当时浪费好多时间伺候这个沙雕库。 还要指定一个环境变量 SIMBODY_HOME 指向他的依赖项 SimBody 的源码路径，这么 dedicated 让人咋 用？ 第 4 章：任务域与嵌套 https://link.springer

int 表示不下，则自动选择较大的类型 标准化的类型： stdint.h • 而实际上，尽管主流操作系统上 int 都是 32 位的， C 语言标准并没有规定 int 就是 32 位 的。 • int 甚至可以是 16 位的！只不过主流操作系统一致认为是 32 位的而已，并不是标准所保 证的。 • 为了解决不同操作系统上对类型定义混乱的问题， C 语言标准引入了 stdint.h 这个头文件 typedef int int32_t; • typedef long long int64_t; • 这样不论操作系统对类型的定义如何混乱，这些标准化的类型都是确定的大小。 • 这就避免了跨平台的麻烦，而且直接他们在类型名字中直接写明了类型的大小，更直观。 标准化的类型： stdint.h • 除了有符号的 int32_t 系列外，也提供了无符号 uint32_t 系列： • typedef unsigned unsigned short uint16_t; • typedef unsigned int uint32_t; • typedef unsigned long long uint64_t; 标准化的类型： stdint.h 类型 大小 是否有符号 int8_t 8 位 有 int16_t 16 位 有 int32_t 32 位 有 int64_t 64 位 有 uint8_t 8

编译器，是一个根据源代码生成机器码的程序。 • > g++ main.cpp -o a.out • 该命令会调用编译器程序 g++ ，让他读取 main.cpp 中的字符串（称为源码），并根据 C+ + 标准生成相应的机器指令码，输出到 a.out 这个文件中，（称为可执行文件）。 • > ./a.out • 之后执行该命令，操作系统会读取刚刚生成的可执行文件，从而执行其中编译成机器码， 调用系统提供的 为什么需要库（ library ） • 有时候我们会有多个可执行文件，他们之间用到的某些功能是相同的，我们想把这些共用 的功能做成一个库，方便大家一起共享。 • 库中的函数可以被可执行文件调用，也可以被其他库文件调用。 • 库文件又分为静态库文件和动态库文件。 • 其中静态库相当于直接把代码插入到生成的可执行文件中，会导致体积变大，但是只需要 一个文件即可运行。 • 而动态库则只在生成 CMake 中的静态库与动态库 • CMake 除了 add_executable 可以生成可执行文件外，还可以通过 add_library 生成库 文件。 • add_library 的语法与 add_executable 大致相同，除了他需要指定是动态库还是静态库： • add_library(test STATIC source1.cpp source2.cpp) # 生成静态库 libtest

项目的文件后缀名全部改成 .cu ，都能编 译出来。 • 这是 CUDA 的一大好处， CUDA 和 C++ 的关 系就像 C++ 和 C 的关系一样，大部分都兼容 ，因此能很方便地重用 C++ 现有的任何代码库 ，引用 C++ 头文件等。 • host 代码和 device 代码写在同一个文件内，这 是 OpenCL 做不到的。 编写一段在 GPU 上运行的代码 • 定义函数 kernel ，前面加上 ，类型为 T 的数组 抽象的 std::allocator 接口 • vector 会调用 std::allocator 的 allocate/deallocate 成员 函数，他又会去调用标准库的 malloc/free 分配和释放内存空间 （即他分配是的 CPU 内存）。 • 我们可以自己定义一个和 std::allocator 一样具有 allocate/deallocate CUDA 的统一内存 (managed) 上分配。 • 实际上这种“骗”来魔改类内部行为的操作，正是现代 C++ 的 concept 思想所在。因此替换 allocator 实际上是标准库允许的 ，因为他提升了标准库的泛用性。 进一步：避免初始化为 0 • vector 在初始化的时候（或是之后 resize 的时候）会调用所 有元素的无参构造函数，对 int 类型来说就是零初始化。然而