多维向量概念 C++

Question

我有一个巨大的 3d 矢量，用于存储双精度值。为了提高性能，我想在处理之前提前保留我知道的元素数量；但是，我无法真正弄清楚在这种情况下，reserve&clear&erase 是如何工作的。

我已经实现了一个在这种情况下具有二维向量的小程序，请参见下面的代码 sn-p：`

for(int counter = 0; counter < 2; counter++){
    cout << "Counter-> " << counter << endl;

    vector<vector<double> > vec2D;
    vec2D.reserve(2);

    // assign values to the vec
    for(int i = 0; i < 2; i++){
        vec2D[i].reserve(5);
        for(int j = 0; j < 5; j++){
            vec2D[i][j] = j;
        }
    }

    // print the vector content
    for(int i = 0; i < 2; i++){
        for(int j = 0; j < 5; j++){
            cout << vec2D[i][j] << "\t";
        }
        vec2D[i].clear();
        cout << endl;
    }
    vec2D.clear();
}

当我运行这段代码 sn-p 时，它只遍历 for 循环一次，而它应该执行两次；但是，当我在 for 循环之外声明向量时，它会迭代两次。上面sn -p的输出是：

Counter-> 0
0   1   2   3   4   
0   1   2   3   4   
Counter-> 1

您能否说明一下在这种情况下它实际上应该如何以及它是如何工作的。

提前致谢。

Answer 1

你的代码有一个大问题：reserve() 不会改变向量的大小，只会改变它的存储容量（以避免将来发生系统调用）。

你的情况需要reserve()而不是assign()或resize()。

Answer 2

如果您想要任何类似的性能，请不要使用向量向量：这是非常低效的。这可能是最有效的内存利用率，并且比向量更快的访问，尽管有一些内存权衡更快的解决方案：

class GridWithSmallDimensions
{
    double * values;
    int sizeX, sizeY, sizeZ;
public:
    GridWithSmallDimensions(int x, int y, int z) 
    : sizeX(x), sizeY(y), sizeZ(z)
    {
        values = new double [x*y*z];
    }
    ~ GridWithSmallDimensions()
    {
        delete [] values;
    }
    double get(int x, int y, int z)
    {
        return value[x+sizeX*(y+sizeY*z)];
    }
    void set(int x, int y, int z, double v)
    {
        value[x+sizeX*(y+sizeY)] = v;
    }
};

这是一个稍微复杂的实现，旨在减少索引计算：

class GridWithRowPointers
{
    int sizeX, sizeY, sizeZ; // Dimensions
    double * values; // Data
    double ** rows; // Pointers to "rows" of data indexed by x

    inline int getIndex(y, z) const // Get index of data within a row
    {
        return sizeZ * y + z;
    }

public:
    GridWithRowPointers(int x, int y, int z) 
    : sizeX(x), sizeY(y), sizeZ(z)
    {
        values = new double [x*y*z]; // Allocate data
        rows = new (double*) [x]; // Allocate row pointers
        for( int n = 0; n < sizeX; n++ )
        {
            rows[n] = values + sizeY * sizeZ;
        }
    }

    ~ GridWithRowPointers()
    {
        delete [] values;
        delete [] rows;
    }

    inline double get(int x, int y, int z) const
    {
        // Access value via row pointer
        return rows[ x ][ getIndex(y,z) ];
    }

    inline void set(int x, int y, int z, double v)
    {
        // Access value via row pointer
        rows[ x ][ getIndex(y,z) ] = v;
    }
};