C++ 指针与 std::vector：对长变量有任何影响吗？

Posted 2023-02-21

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【中文标题】C++ 指针与 std::vector：对长变量有任何影响吗？【英文标题】：C++ pointers vs std::vector: any implication for long size variables? 【发布时间】：2020-11-17 17:42:36 【问题描述】：

我有 C 背景，我正在用 C++ 重新编写一些旧代码... 在这个过程中，我开始使用 C++ Vectors，它非常好用！

向量能否很好地处理很长的数据流？例如，在音频应用中，加载一首 3 分钟的立体声歌曲需要将近 16M 的浮点数

float *stereoSong = NULL;
stereoSong = new floats[15787800];

不必用向量处理内存管理非常好，但我想知道 C++ 向量是否可以很好地处理大量数据

谢谢！

【问题讨论】：

std::vector 只是堆中的一个数组，具有大小和指向第一个元素的指针。我能想到的唯一性能问题是每次扩展时容量都会增加 2 倍。这可以通过std::vector::reserve 甚至std::vector::shrink_to_fit 来解决。既然你已经知道C，你可以把它比作一个动态分配的数组。您可能会惊讶地发现std::vector 只是一个指针和一个元素计数（以及一个额外的计数器）。结束。我在这被毫不客气地关闭之前写了一个答案。这是一个 noddy 程序，它可以输出一个非常大的向量。 ideone.com/A6GmvQ。该代码甚至足够简单，不保留容量，但允许 std::vector 执行此操作。 @WewillSee 嗨。我刚刚注意到您的矢量版本pointer2[i]=pointer2[i] 中有一个错误。您已将指针 2 分配给自身。优化器忽略了整个循环。当我运行它时，尽管这不是科学测试，但矢量版本实际上更快一点！ 【参考方案1】：

这是一个错误的比较。

首先，向量使用指针。他们必须。向量是使用动态分配为您提供数据项缓冲区的容器。你可以尝试“用指针”实现同样的东西，但你最终会在向量和更糟糕的向量版本之间得到某种东西。

因此，向量可以处理与new double[] 一样多的数据——也就是说，很多。

【讨论】：

【参考方案2】：

答案很大程度上取决于您的平台。您说的是超过 150 MiB 的数据（double 在几乎所有现代平台上都是 8 个字节）。此代码在“玩具”环境中没有问题 (https://ideone.com/A6GmvQ)：

#include <iostream>
#include <vector>

void build(std::vector<double>& data, const size_t size)
    void* ptrdata.data();
    for(size_t i1;i<=size;++i)
        data.push_back(2*i);
        if(data.data()!=ptr)
            ptr=data.data();
            std::cout << i << ' ' << ptr << ' ' << data.capacity() << std::endl;
        
    


int main() 
    size_t size100000000L;
    
    std::cout << ((size*sizeof(double))/1024/1024) << " MiB" << std::endl;
    
    std::vector<double> data;
    
    build(data,size);
    
    double sum0;
    for(auto curr : data)
        sum+=curr;
    
    std::cout << sum << std::endl;
    return 0;

这段代码明知是愚蠢的，甚至没有尝试为值保留容量（这可以提供帮助），因为std::vector<> 无论如何都可以帮助解决这个问题。

在幕后，向量分配一个容量块，然后当向量的逻辑大小超过容量时重新分配另一个更大的容量。代码“监视”内部表示并输出每次重新分配...

如果您将值作为流使用（听起来很可能是音频），那么有成员可以帮助您进行容量管理。

简短的回答是“试一试”。我已经将它提高到 100M 双倍，没有问题。

【讨论】：

【参考方案3】：

std::vectorand 公司。是我将 C 更改为 C++ 的原因之一。

它将所有管理样板从数组管理中取出。

当我需要调整数组分配的大小时，我必须执行以下操作

分配新内存复制元素删除旧记忆

此外，所有生命周期管理都由 std::vector 处理，在生命周期结束时不再与 delete 搞混，这使得在一个函数中处理多个退出点变得更加容易。

【讨论】：