如何从另一个向量/对象集构造一个新的向量/指针集？

Question

背景

我想操作向量的副本，但是对其每个元素执行向量复制操作通常是昂贵的操作。

我在某处读到的称为浅拷贝的概念是默认的拷贝构造函数行为。但是我不确定为什么它不起作用，或者至少我尝试复制向量对象，结果看起来像一个深拷贝。

struct Vertex{
    int label;
    Vertex(int label):label(label){ }
};

int main(){
    vector<Vertex> vertices { Vertex(0), Vertex(1) };

    // I Couldn't force this to be vector<Vertex*>      
    vector<Vertex> myvertices(vertices); 

    myvertices[1].label = 123;

    std::cout << vertices[1].label << endl; 
    // OUTPUT: 1 (meaning object is deeply copied)

    return 0;
}

天真的解决方案：用于指针复制。

int main(){
    vector<Vertex> vertices { Vertex(0), Vertex(1) };

    vector<Vertex*> myvertices;
    for (auto it = vertices.begin(); it != vertices.end(); ++it){
        myvertices.push_back(&*it);
    }

    myvertices[1].label = 123;

    std::cout << vertices[1].label << endl;
    // OUTPUT: 123 (meaning object is not copied, just the pointer)

    return 0;
}

改进

还有其他更好的方法或std::vector API 来构造一个新向量，其中只包含原始向量中每个元素的指针？

Answer 1

一种方法可以将元素向量转换为指向原始向量元素的指针向量，与您的示例相比，它在效率方面更好，因为它预先分配了向量的缓冲区指针，恕我直言，更优雅的是通过使用std::transform 如下：

std::vector<Vertex*> myvertices(vertices.size());
std::transform(vertices.begin(), vertices.end(), myvertices.begin(), [](Vertex &v) { return &v; });

Live Demo

或者，如果您不想对一元运算符使用 lambda：

std::vector<Vertex*> myvertices(vertices.size());
std::transform(vertices.begin(), vertices.end(), myvertices.begin(), std::addressof<Vertex>);

Live Demo

注意：如果更改原始向量，则指针向量中的指针无效。

Answer 2

感谢@kfsone 注意到主要问题，即很少有人想要跟踪来自另一个对象向量的指针而不利用其背后的核心思想。他提供了一种替代方法，通过使用位掩码来解决类似问题。起初对我来说可能并不明显，直到他提到这一点。

当我们试图只存储另一个向量的指针时，我们很可能想要对另一个对象进行一些跟踪、内务管理（保持跟踪）。稍后将在指针本身上执行而不触及原始数据。就我而言，我正在通过蛮力方法解决最小顶点覆盖问题。因此我需要生成顶点的所有排列（例如，20 个顶点将产生 2**20=100 万++ 排列），然后我通过缓慢迭代顶点覆盖中的每个顶点来修剪所有不相关的排列，并删除由顶点。这样做时，我的第一个直觉是复制所有指针以确保效率，然后我可以一个一个地删除指针。

然而，研究这个问题的另一种方法是根本不使用向量/集合，而是将这些指针中的每一个作为位模式进行跟踪。我不会详细介绍，但请随时learn from others。

性能差异非常显着，因此按位计算，您可以毫无问题地实现 O(1) 恒定时间，而使用特定容器时，您往往必须迭代将算法绑定到 O( n)。更糟糕的是，如果你是暴力破解 NP 难题，你需要保持常数因子尽可能低，在这种情况下从 O(1) 到 O(N) 是一个巨大的差异。