如何在不重建数组的情况下将 vector<vector<int>> 转换为 int**？

Question

我不喜欢过多地使用指针，我一直在使用 stl 工具。我遇到了这种情况，我需要将一个 int** 传递给一个需要使用 2d 整数数组的第三方函数。我编写了以下函数，该函数创建了一个 int*s 向量来完成这项工作。我的问题是，假设 third_party 函数不更改数组的结构并且只访问数据条目，这样做是否安全。有没有更好的方法来做到这一点？

这里是函数def：

void ConvertVectorVectorToIntStarStar(const std::vector<std::vector<int> >& v,vector<int*>* a) {
  assert(a);
  int n = v.size();
  a->resize(n);
  for(int i = 0; i < n; ++i)
    (*a)[i] = (int*)(&v[i][0]);
}

这是用法：

  vector<int*> p;
  ConvertVectorVectorToIntStarStar(v, &p);
  int** a = &p[0];
  third_party_function(a);

Answer 1

如何将vector<vector<int>> 转换为int**

你不能简单地转换它。

vector<int> 向量的内部布局与int* 数组完全不兼容。 :-)

这是你的类型：

vector<vector<int>> v{{ 1, 2, 3 }, { 1, 2, 3 }, { 1, 2, 3 } };
int (*a)[] = { new int[3], new int[3], new int[3] };

您首先会注意到a 是int (*)[] 而不是int**。当您使用a 时，它会衰减为int**； int[][] 不会这样做。

让我们得到我们的第一级指针：

vector<int>* ptr1 = &v[0];
int**        ptr2 = &a[0];

现在让我们看看存储：

• ptr1[0] 是 vector<int>
• ptr2[0] 是 int*

显然，这些都不是同一类东西。甚至不需要再进一步，内存布局已经不同了。这意味着您不能仅仅将int**“获取”到向量的数据中。

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但是，如果您不介意从头开始构建最外层的“索引​​”数组，那么您的方法基本上是合理的。这不是您所追求的零步骤过程。

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我的建议是用二维索引访问语义包装vector<int>（长度为宽度×高度），而不是所有这些。然后，您可以根据需要使用int* 对整个数据缓冲区进行操作。

感谢Freenode ##c++：

template<typename T>
struct matrix
{
   matrix(unsigned m, unsigned n)
      : m(m), n(n), vs(m*n)
   {}

   T& operator()(unsigned i, unsigned j)
   {
      return vs[i + m * j];
   }

private:
   unsigned m, n;
   std::vector<T> vs;
};

/* column-major/opengl: vs[i + m * j], row-major/c++: vs[n * i + j] */

Answer 2

如果你需要演员表，那是不对的：

(*a)[i] = (int*)(&v[i][0]);

我猜这真的应该读

(*a)[i] = const_cast<int*>(v[i].data());

否则代码看起来没问题，它应该可以工作：std::vector<T> 中的元素是连续的。

Answer 3

std::vector<std::vector<int> > vt;
// some code with vt..

std::vector<int *> vtp;
for (const std::vector<int> &vtr : vt)
    vtp.push_back(const_cast<int *>(vtr.data()));

我还没有测试，但我认为我工作得很好

Answer 4

而不是当前的代码……

void ConvertVectorVectorToIntStarStar(const std::vector<std::vector<int> >& v,vector<int*>* a) {
  assert(a);
  int n = v.size();
  a->resize(n);
  for(int i = 0; i < n; ++i)
    (*a)[i] = (int*)(&v[i][0]);
}

我建议你这样做……

vector<int*> IntStarStarFrom( std::vector<std::vector<int>>& v)
{
    int const n = static_cast<int>( v.size() );
    assert( n > 0 );
    vector<int*> a( n );

    for(int i = 0; i < n; ++i)
    {
        assert( v[i].size() > 0 );
        a[i] = &v[i][0];
    }
    return std::move( a );
}

免责声明：现成的代码，编译器未触及。

断言表达了相关的安全问题。

向量的缓冲区保证是连续的，但是 IIRC 在向量大小为 0 时索引向量是未定义的行为。

使用代码，改写为使用建议的函数替换：

vector<int*> p = IntStarStarFrom( v );
int** const a = &p[0];
third_party_function( a );

或者正如Mark Ransom 在评论中所说，您现在可以在一行代码中完成此操作：

third_party_function(IntStarStarFrom(v).data());