引用向量的部分片段？

Posted 2023-02-21

【中文标题】引用向量的部分片段？

【英文标题】：Reference to a partial segment of a vector?

【发布时间】：2015-02-20 04:34:15

【问题描述】：

我有一个黑盒 C++ 函数，我无法访问它的源代码：

void blackbox(vector<int> &input);

此函数以未知方式修改输入向量的元素。

我现在遇到的问题是我只想将黑盒函数应用于向量的部分片段，例如， 向量的最后 500 个元素。所以，这是我为实现这个目标而编写的例程：

vector<int> foo (5,1000);
vector<int> bar (foo.end()-500,foo.end());

blackbox(bar);

swap_ranges(foo.end()-500,foo.end(),bar.begin());

此代码可能有效，但有更好的方法吗？

如果我可以只为 一个现有的向量，而不是创建一个副本。 我对上述代码中的复制和交换部分不太满意；因为这个程序是 如此频繁地调用，我认为重复的复制和交换会减慢代码的速度。 如果我知道块框完成的确切操作，我会重写该函数，以便将向量迭代器作为输入 论据。不幸的是，目前这是不可能的。

【问题讨论】：

这个例子说明了能够将迭代器传递给函数而不是容器是多么好的。

即使你有源代码，也可能无法重写函数以将迭代器作为其唯一参数（例如，如果它执行插入）。

【参考方案1】：

没有明确定义的方法来实现此功能。有大量警告和警告，它可以（至少对于一个 GCC 版本）被黑客攻击如下，或者您可以编写具有更好定义行为但基于您的编译器当前的 std::vector 实现的东西......

所以...被黑了。如果执行insert/erase/resize/reserve/clear/push_back 或任何其他影响整个向量的操作，这将不起作用。它可能无法移植/继续工作/在所有优化级别下工作/在星期二工作/自担风险使用等。这取决于空基类优化。

您需要一个自定义分配器，但有一个问题：分配器不能有任何状态，否则它会改变 vector 对象的二进制布局，所以我们最终得到这个：

#include <iostream>
#include <vector>

template <typename Container>  // easy to get this working...
void f(Container& v)

    std::cout << "f() v.data() " << v.data() << ", v.size() " << v.size() << '\n';
    for (int& n : v) n += 10;


void g(std::vector<int>& v)  // hard to get this working...

    std::cout << "g() v.data() " << v.data() << ", v.size() " << v.size() << '\n';
    for (int& n : v) n += 100;


int* p_;   // ouch: can't be a member without changing vector<> memory layout


struct My_alloc : std::allocator<int>

    // all no-ops except allocate() which returns the constructor argument...

    My_alloc(int* p)  p_ = p; 

    template <class U, class... Args>
    void construct(U* p, Args&&... args)  std::cout << "My_alloc::construct(U* " << p << ")\n"; 

    template <class U> void destroy(U* p)  std::cout << "My_alloc::destroy(U* " << p << ")\n"; 

    pointer allocate(size_type n, std::allocator<void>::const_pointer hint = 0)
    
        std::cout << "My_alloc::allocate() return " << p_ << "\n";
        return p_;
    
    void deallocate(pointer p, size_type n)  std::cout << "deallocate\n"; 

    template <typename U>
    struct rebind  typedef My_alloc other; ;
;

int main()

    std::vector<int> v =  0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ;
    std::cout << "main() v.data() " << v.data() << '\n';
    My_alloc my_alloc(&v[3]);  // first element to "take over"
    std::vector<int, My_alloc> w(3, my_alloc);  // num elements to "take over"
    f(w);
    g(reinterpret_cast<std::vector<int>&>(w));
    for (int n : v) std::cout << n << ' ';
    std::cout << '\n';
    std::cout << "sizeof v " << sizeof v << ", sizeof w " << sizeof w << '\n';

输出：

main() v.data() 0x9d76008
My_alloc::allocate() return 0x9d76014
My_alloc::construct(U* 0x9d76014)
My_alloc::construct(U* 0x9d76018)
My_alloc::construct(U* 0x9d7601c)
f() v.data() 0x9d76014, v.size() 3
g() v.data() 0x9d76014, v.size() 3
0 1 2 113 114 115 6 7 8 9 
sizeof v 12, sizeof w 12
My_alloc::destroy(U* 0x9d76014)
My_alloc::destroy(U* 0x9d76018)
My_alloc::destroy(U* 0x9d7601c)
deallocate

看到它运行here