在事先不知道维度的情况下初始化多维 std::vector

Question

上下文：我有一个类 E（将其视为有机体）和一个结构体 H（有机体中的单个细胞）。目标是估计 E 的一些特征参数。H 具有存储在多维矩阵中的一些属性。但是，尺寸取决于 E 的参数。

E 从输入文件中读取一组参数，声明一些 H 类型的对象，解决它们的每个问题并填充矩阵，计算似然函数，将其导出，然后转到下一组参数。

我曾经做过的事情： 我曾经在 H 的 header 中声明指向指向指针的指针，并将内存分配推迟到 H 的构造函数。这样，E 可以将参数传递给构造函数，然后可以进行内存分配。我在析构函数中释放了内存。

问题：昨天，我意识到这是bad practice！所以，我决定尝试向量。我已经阅读了几个教程。目前，我唯一能想到的就是使用问题here 中使用的 push_back()。但是，我感觉这可能不是最佳实践（正如许多人提到的，例如，here，在方法 3 下）。

与此相关的问题有几十个，但没有一个直接回答这个问题：如果事先不知道尺寸，最好的做法是什么？

任何建议都有帮助：我还有其他解决方案吗？我应该坚持使用数组吗？

Answer 1

使用push_back()应该没问题，只要向量保留了适当的容量。

如果您对使用push_back() 的唯一犹豫是执行重新分配时的复制开销，那么有一种直接的方法可以解决该问题。您使用reserve() 方法通知向量该向量最终将包含多少个元素。只要 reserve() 在使用向量之前被调用，对于需要的数量只有一个分配。然后，push_back() 在填充向量时不会引起任何重新分配。

来自cited source 中的示例：

std::vector<std::vector<int>> matrix;
matrix.reserve(M);
for (int i = 0; i < M; i++)
{
    // construct a vector of ints with the given default value
    std::vector<int> v;
    v.reserve(N);
    for (int j = 0; j < N; j++) {
        v.push_back(default_value);
    }

    // push back above one-dimensional vector
    matrix.push_back(v);
}

这个特殊的例子是人为的。正如@kei2e 在评论中指出的那样，内部v 变量可以在循环外部初始化一次，然后对每一行重复使用。

然而，正如@Jarod42 在评论中指出的那样，整个事情实际上可以通过matrix 的适当构造来完成：

std::vector<std::vector<int>> matrix(M, std::vector<int>(N, default_value));

如果此初始化任务使用来自某个外部源的值填充 matrix，则可以使用 @Jarod42 的另一个建议，将元素移动到位以避免复制。

std::vector<std::vector<int>> matrix;
matrix.reserve(M);
for (int i = 0; i < M; i++)
{
    std::vector<int> v;
    v.reserve(N);
    for (int j = 0; j < N; j++) {
        v.push_back(source_of_value());
    }

    matrix.push_back(std::move(v));
}