避免使用向量的向量进行复制答案

【问题标题】：Avoid making copies with vectors of vectors避免使用向量的向量进行复制
【发布时间】：2009-12-11 18:37:40
【问题描述】：

我希望能够拥有某种类型的向量，例如：

vector<vector<MyStruct> > vecOfVec;

然后我创建一个 MyStruct 的向量并填充它。

vector<MyStruct> someStructs;
// Populate it with data

然后最后将 someStructs 添加到 vecOfVec;

vecOfVec.push_back(someStructs);

我想要做的是避免在推送向量时调用复制构造函数。我知道这可以通过使用指针向量来完成，但如果可能的话，我想避免这种情况。

我想到的一个策略似乎可行，但我不知道我是否过度设计了这个问题。

// Push back an empty vector
vecOfVec.push_back(vector<MyStruct>());

// Swap the empty with the filled vector (constant time)
vecOfVec.back().swap(someStructs);

这似乎可以添加我的向量而无需进行任何复制，但这似乎是编译器在优化期间已经在做的事情。

你认为这是一个好策略吗？

编辑：根据一些建议简化了我的交换语句。

【问题讨论】：

为什么不想只存储指针？
小问题：你可以调用 vecOfVec.back().swap(someStructs)。
将你的代码移动到一个move函数中，我认为它很好，它看起来有点像C++0x：template <typename Cont> void move(Cont& pContainer, typename Cont::value_type& pValue){ pContainer.push_back(typename Cont::value_type()); pContainer.back().swap(pValue);}这个函数将数据移动到一个容器的后面通过交换。未经测试：P

标签： c++ optimization memory-management stl vector

【解决方案1】：

交换技巧和 C++03 一样好。在 C++0x 中，您将能够通过 std::move 使用向量的移动构造函数以更明显的方式实现相同的目的。

另一种选择是不创建单独的vector<MyStruct>，而是让创建它的代码接受vector<MyStruct>& 参数并对其进行操作。然后，向外部 vector<vector<MyStruct>> 添加一个新的空元素，并传递对填充它的代码的引用。

【讨论】：

Pavel，这可能被视为一个问题，因为为了节省性能（复制），您更改了算法的语义。突然间，仅仅因为它是一个大型数据集，您将避免返回值语义。恕我直言，这违反了面向对象的编程原则。
C++ 不是纯粹的 OO 语言是有原因的，实用主义是其中很大一部分。此外，在返回值上使用 byref 是一项长期存在的性能改进技术，对于那些产生明显改进的情况，它没有任何问题。我同意 return 风格更自然，但 swap 技巧不是（你必须使用一个或另一个来获得不错的性能）。

【解决方案2】：

我知道这可以通过使用指针向量，但我会如果可能的话，希望避免这种情况。

为什么？

这将是最直观/可读/可维护的解决方案，并且比任何人想出的任何奇怪的黑客（例如您展示的交换）都要好得多。

【讨论】：

在很多情况下，我确实使用了指针向量。但由于我目前正在处理的部分问题，我想避免它。我宁愿举一个简单的例子，而不是给出我怀疑你是否有兴趣阅读的解释段落。另一方面，我所做的远非某种黑客行为。
这些对我来说看起来不像是“奇怪的黑客”。
我认为它们是 hack，因为向量不应该以这种方式使用，而且这样的代码不直观。 “奇怪”可能是一个很强的形容词。

【解决方案3】：

蒂姆，

有一个常见的模式可以解决这个问题。这称为智能指针，最好使用的是 boost::shared_ptr。

然后，永远不要按值传递向量或存储它。相反，存储 boost::shared_ptr >。您不需要关心分配/解除分配（当包含向量被销毁时，其他向量也会被销毁，就像在您的代码中一样），您可以以几乎相同的方式访问内部成员。然而，通过智能指针对象的引用计数机制可以避免复制。

让我告诉你怎么做。

using boost::shared_ptr;
vector<shared_ptr<vector<MyStruct> > vecOfVecs;
shared_ptr<vector<MyStruct> > someStructs(new vector<MyStruct>);
// fill in the vector MyStructs
MyStructs->push_back(some struct.... as you usually do).  
//...
vecOfVecs.push_back(someStructs); // Look! No copy!

如果您还没有使用 boost::shared_ptr，我建议您从 boost.org 下载它，而不是自己实现。真的是不可替代的工具，很快就会进入C++标准库。

【讨论】：

P.S.这也是从函数中返回向量的正确方法，以避免引用参数上传语义。

【解决方案4】：

您可以执行类似 vect.push_back(vector()); 之类的操作并做 vect.back().push_back(MyStruct());或使用智能指针并拥有一个指向vector

的智能指针向量

【讨论】：

【解决方案5】：

我认为交换的想法已经很好，但可以写得更容易：

vecOfVec.push_back(vector<MyStruct>());
vecOfVec.back().swap(someStructs);

【讨论】：