参与 std::vector C++

Posted 2023-02-21

【中文标题】参与 std::vector C++

【英文标题】：Taking part of std::vector C++

【发布时间】：2017-05-28 20:29:24

【问题描述】：

在我的代码中我有这样的东西：

struct SomeStruct

  int test1;
  int test2;
  float test3;
  float test4;
;
std::vector<SomeStruct> SomeStructs;

我正在寻找一种方法以连续方式获取该向量的一部分，以便我可以使用指针或 c 数组访问它。

假设我想要一个指针来仅访问结构的 test2 部分。 我想将向量的那部分传递给 C API，可以吗？

我试图避免创建一个新的 std::vector/c-array。

它在记忆中的样子（有点）：

【问题讨论】：

没有语言“C/C++”，向量是一个纯粹的 C++ 结构，所以请从标题和标签中删除 C。您能否提供有关您的意思的更多信息：我想要一个仅访问该列的指针。你能指定指针的用途吗？授予某些用户访问权限，传递给 C API...

“我正在寻找一种方法以连续方式获取该向量的一部分，以便我可以使用指针或 c 数组访问它。”抱歉，这是不可能的； vector<SomeStruct> 在内存中布置为一系列相邻的 SomeStruct 实例，因此 test2 列的每个元素相隔 sizeof(SomeStruct) 字节，而不是像在int[]。因此，除非您将该数据复制出来，否则您不能拥有指向“仅该列”的指针并将其用作指向 ints 的常规数组中元素的指针。

更改您的 C++ 代码以使用数组结构 (SoA) 而不是结构数组 (AoS)。也就是说，每列一个向量。将其包装在一个带有重载运算符的类中，以方便 C++ API。将 std::vector::data() 传递给 C API。

@Drop 我会试试的。谢谢！

【参考方案1】：

不，你所要求的是不可能的。快速回顾：

我们可以清楚地看到该结构的 test2 条目当前并未在内存中连续布置，因为它们只是连续结构的一个成员，因此其他结构元素显然位于每个 test2 出现之间。 您希望它们是连续的，因此您需要与当前不同的内存布局。 您不想创建新的向量或数组，因此您会卡在当前的内存布局中，这是错误的。

你的选择是这样的：

将变量更改为 4 个变量向量，而不是 1 个结构向量。 在需要时创建一个新向量。 不要使用需要连续内存的 C API。

值得注意的是，一些 C API，尤其是 BLAS，支持“跨步”数组，这意味着元素之间存在固定的大小差距，这将为您解决这个问题。

【参考方案2】：

无法从指针或数组中仅访问每个test2 的内容，因为即使向量中的结构是，test2 成员在内存中也不连续。结构中还有其他数据，因此您需要跳过它来读取每个test2。

当您发现自己提出这样的问题时，请尝试考虑您可以使用的其他数据结构，以使问题更容易解决。对于这种情况，std::unordered_map 可能是一个不错的选择。

std::unordered_map<int,SomeStruct> map;
// make a struct...
map.insert(std::make_pair<int,SomeStruct>(a_struct.test2,a_struct));
// add a bunch more structs...
// get an iterator to all the keys in the map (ie. something like a pointer to all test2 members)
key_iterator = map.begin()

【参考方案3】：

要以惯用的方式实现这一点，您需要滚动您自己的自定义 iterator，它专门返回该字段。

看看c++ how to create iterator over one field of a struct vector

C 和 C++ 互操作性是一个截然不同的问题。为了简化事情，您可能只想在 C 中实现它。

【参考方案4】：

如果我得到你的好，我认为这是可能的。

struct SomeStruct
    
        int test1;
        int test2;
        float test3;
        float test4;
    ;

   int size = 3;// whatever size

   vector<SomeStruct> myStruct(size);
    myStruct[0].test1 = 0;
    myStruct[1].test1 = 1;
    myStruct[2].test1 = 2;

    /* myPtest1 will allow you to get the test1 part of myStruct in a 
    contiguous memory manner*/ 

    int *myPtest1 = new int(myStruct.size());

    for(int i = 0; i< myStruct.size(); i++)
        myPtest1[i] = myStruct[i].test1;

    // for illustration.
    cout << myPtest1[0] << endl; // 0
    cout << myPtest1[1] << endl; // 1
    cout << myPtest1[2] << endl; // 2

您现在可以将myPointer 传递给您的API，myPointer 只允许您访问myStruct 向量的test1 部分。 您可以对其余的 SomeStruct 属性执行相同操作。

【讨论】：

@JohnMiz 如果我能把你弄好，我认为这是可能的

【参考方案5】：

如果你想在 for 循环中访问它，你可以这样做：

for (const auto& iterator: SomeStructs)

    const int& test2 = iterator.test2;
    // do what you need to do

如果你需要第 j 个元素：

const int& test2 = SomeStructs[j].test2

通过这种方式，您不会制作额外的副本，而是直接引用 vector 中的项目。如果需要更改值，请删除 const