如何批量分配 boost::ptr_vector 并调用存储类的构造函数？

Question

对于进化算法，我需要一个容器来存储个体群体 - 即对象向量。我需要在每次迭代时对该向量进行排序，这应该是有效的。此外，我想避免缓存未命中，所以我想预先批量分配整个人口（它的大小是已知的并且是固定的）。但是，我并不满足于类的默认构造函数，而是想在每个对象上调用一个特定的构造函数。

我在当前代码上运行了cachegrind，发现缓存未命中次数最多的是Individual::operator <(const Individual &other)，这是我对总体进行排序的谓词。由于我的人口在每次迭代中都进行了排序，我认为此时进行优化会给我带来最大的好处。我已经将operator <() 中的缓存未命中解释为源于Individual 对象在我的系统内存上的分布——如果不是这样，我会在访问器函数中看到缓存未命中，例如存储的std::vector<double>个人的参数吧？

根据我的要求，我选择了boost::ptr_vector。主要是因为它允许我 (a) 将我的对象保存在一块内存中，同时提供不创建和销毁临时对象的 sort() 实现。

现在，为了避免缓存未命中，我想将整个人口分配为一块。我想做的是类似于......

boost::ptr_vector<Individual> population;
auto *rawPopulaton = new Individual[populationSize](templateObject);
population.transfer(population.begin(), rawPopulation, populationSize);
return population;

然而，我不确定如何实现这一点，以便不违反空间局部性的概念（即，我想避免缓存未命中）。我可以愉快地循环：

for (size_t i = 0; i < populationSize; ++i) {
    auto *individual = new Individual(templateObject);
    population.push_back(individual);
}

...但我担心这会导致我的人口分布在不同的内存块上。

所以这里其实有两个问题：

1. 我的设计选择是否符合优化目标？
2. 如何批量分配我的人口并调用特定的构造函数？

Answer 1

我选择了 boost::ptr_vector。主要是因为它允许我 (a) 将我的对象保存在一块内存中

它不这样做。您的 transfer 方法很接近，但是

• “索引”和后备存储之间存在非本地性。
• 排序打破了完美的顺序

同时提供不创建和销毁临时对象的 sort() 实现。

您可能正在寻找stable_vector 或侵入性容器。

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我的设计选择是否符合优化目标？

我不确定，但我对此表示怀疑。 （您是否分析过您的瓶颈？您似乎建议重新排序应该在物理上重新排序以进行顺序访问。在这种情况下，只需使用vector<X> 而不是ptr_vector<X>？）

如何批量分配我的人口并调用特定的构造函数？

你考虑过std::fill[_n]和std::generate[_n]吗？