向量数组的 C++ 实现答案

【问题标题】：C++ implementation of an array of vectors向量数组的 C++ 实现
【发布时间】：2015-03-20 22:34:43
【问题描述】：

背景：我想实现一个 3-d 碰撞检测算法，并且想将搜索空间分割成立方体，这样我只在对象足够近时才检查碰撞。

实际问题：我正在考虑使用向量数组来存储指向要迭代的对象的指针。例如 box[0][0][0] 将是一个向量，其中包含指向模拟空间一个角落的对象的指针。无论这是否是最佳解决方案，我都想知道 c++ 如何处理向量数组。数组是否会保存指向向量的指针，以便它们随后的重新分配对数组的有效性没有影响，或者向量是否会在数组内部创建然后移出，从而导致未定义的行为？

类似问题没有针对此实施细节的具体答案。对不起，如果这实际上在其他地方得到了回答，我错过了。

【问题讨论】：

如果您使用向量，则使用向量来保存向量。如果您知道编译时的大小，也可以使用std::array。
问题更多是关于向量如何存储在内存中，而不是我将如何实现这个特定项目，但感谢您的建议。
3d 数组想法的唯一问题是它在最坏情况下的性能非常差。最坏的情况是模拟中的所有内容都在 box[x][y][z] 中，而所有其他框都是空的。根据域中实体的数量及其相对大小，您可能只考虑单个平面数组，而不是尝试对空间进行分区。
我使用的球体倾向于在 x 和 z 轴上均匀分布，但不在 y 轴上（因为它们最终会在地板上）所以我认为二维分区是最好的解决方案。但是，出现的问题实际上是关于向量数组的行为方式，而不是解决这个问题的最佳方法。这将保证它自己的问题。

标签： c++ arrays vector

【解决方案1】：

STL 向量包含一个指向包含实际数据的堆缓冲区的指针。这允许向量根据需要调整缓冲区的大小，而不会使向量对象本身无效。（见documentation of vector）

所以，回答你的问题。如果需要调整其中一个向量的大小，则向量数组不会变为无效。如果需要调整其中一个向量的大小，则指向向量的指针数组也不会变得无效。

【讨论】：

那么数组将包含 Vector 对象，这些对象本身包含指向实际数据的指针？那么，我可以期望 Vector 对象永远不会分配，对吗？在您分享的链接中似乎并没有明确说明，尽管它是有道理的。
@patatahooligan：向量可能会重新分配其内部使用的堆内存，导致迭代器无效，但向量 itef 将始终有效。见iterator invalidation rules

【解决方案2】：

在 STL 中，向量是动态数组（可以动态驻留的数组）的实现。这实质上意味着数组是动态分配的，用户在堆上获得指向数组的指针。当需要更多空间时，分配一个新数组（通常是原来大小的两倍），复制旧数组的内容并释放旧数组。这就是处理数据一致性的方式。

现在，当您有一个向量数组，如问题所示静态分配时，您在内存（堆栈或 .data 部分，取决于您声明此数组的位置）中有一个或 3 个向量对象，一个接一个地分配在内存中，每一个都将持有一个指向堆上分配的数组的指针。

我希望这能回答你的问题。

【讨论】：