如何使用 STL 正确跟踪地址？答案

【问题标题】：How to properly keep track of addresses using STL?如何使用 STL 正确跟踪地址？
【发布时间】：2013-11-28 11:36:08
【问题描述】：

背景

我有一个对象向量和一个按名称（字符串）指向这些对象的索引（映射）。在我的例子中，向量只会增长（项目永远不会被删除）。

我不知道这个

struct Foo { };
std::vector<Foo>            v;
std::map<std::string,Foo*>  m;   // addresses are &v[0], &v[1], etc...

因为当我将项目添加到 v 时，如果 v 被重新分配，m 中的旧映射可能会失效。

问题

如果我通过std::unique_ptr<> 添加额外的抽象级别，m 是否应该重新分配v？

struct Foo { };
std::vector<std::unique_ptr<Foo>>  v;
std::map<std::string,Foo*>         m;   // addresses are v[0].get(), v[1].get(), etc...

由于复制省略，我认为答案是肯定的，但我不确定。

【问题讨论】：

除非您确实需要将向量中的项目存储在连续的内存区域中，否则您可能需要查看std::deque。指向双端队列（或迭代器）中元素的指针永远不会失效（当然，除非元素被删除）。
std::map<std::string,int> 怎么样，其中整数是向量的索引。那么重新分配就没有问题了。
@john 是的，我考虑过索引/间接 - 我只是想知道上述解决方案是否可以解决问题
@JoachimPileborg 我喜欢std::deque 的想法-谢谢！
您使用 std:: 暗示 C++ 标准库，而不是 STL。

标签： c++ memory-management c++11 stl

【解决方案1】：

简短回答：是的，但与copy elision无关

一些细节

在第一种情况下，为向量分配的内存是一个连续的 Foo 数组。正如您所暗示的，在增大向量时，如果当前数组的容量不够大，则会分配一个新数组，并且索引中的指针仍指向旧地址。

// let x be sizeof(Foo)

Adresses       10     10+x   10+2x
Type        [  Foo |  Foo |  Foo ]

重新分配发生

Adresses       30     30+x   30+2x   30+3x
Type        [  Foo |  Foo |  Foo  |  Foo ]

如您所见，第一个Foo 对象在地址 10 处不再存在。

第二种方法

使用第二种方法，您不是在向量中按值存储 Foo，而是通过指针。假设您在空闲存储中为指向的 Foo 对象正确分配了内存，则该对象不需要移动。当 Vector 增长并需要重新分配时，它将分配一个新的（唯一）指针数组，指向您的 Foo 对象，unique_ptr 的地址将改变（如果需要，您的 Foo**），对象保持在完全相同的地址和以前一样（Foo* 是一样的）。

// let y be sizeof(Foo*)

Adresses       10     10+y   10+2y  .. 50   ..  60  ..  90          
Type        [  Foo* | Foo* | Foo* ]   [Foo]    [Foo]   [Foo]
Value       (  50     60     90   )

重新分配发生

Adresses       30     30+y   30+2y  30+3y   .. 50   ..  60  ..  90  ..  110          
Type        [  Foo* | Foo* | Foo*  | Foo* ]   [Foo]    [Foo]   [Foo]   [Foo]
Value       (  50     60     90      110   )

【讨论】：