指针是不是有可能在没有任何数据副本的情况下由向量拥有？

Posted 2023-02-21

【中文标题】指针是不是有可能在没有任何数据副本的情况下由向量拥有？

【英文标题】：Is it possible that a pointer gets owned by a vector without any data copy?指针是否有可能在没有任何数据副本的情况下由向量拥有？

【发布时间】：2016-04-01 17:51:55

【问题描述】：

如果我有一个 C 类型的原始指针，是否可以从拥有指针数据的同一类型创建一个 std::vector 而无需任何数据复制（仅移动）？我提出这个问题的动机是data() 的成员函数std::vector 的存在，这意味着向量的元素连续驻留在内存中的某个位置。

编辑：我必须补充一点，std::make_shared 等功能的存在也增强了我的希望。

【问题讨论】：

是的，但担心矢量被调整大小并使您的指针无效。如果向量永远不会改变大小并且你可以保证这一点，那么你是安全的。

你在分配缓冲区吗？然后你可以让向量来代替。否则，我不知道如何实现。

@user4581301 您可以将现有数组的所有权转移到向量吗？这对我来说是个新闻

每当您创建一个 vector 时，它都拥有它所包含的对象。 data() 返回的 pointer 是指向 vector 拥有的数据的非拥有原始指针。

@5gon12eder 我确实分配了缓冲区，但我仅限于使用 C 级 API 来执行此操作。

【参考方案1】：

我认为这不是直接可能的，尽管您不是第一个错过此功能的人。没有非const data 成员的std::string 更加痛苦。希望这会在 C++17 中有所改变。

如果您自己分配缓冲区，则有一个解决方案。只需预先使用std::vector。例如，假设您有以下 C 风格的函数，

extern void
fill_in_the_numbers(double * buffer, std::size_t count);

那么您可以执行以下操作。

std::vector<double>
get_the_numbers_1st(const std::size_t n)

  auto numbers = std::vector<double> (n);
  fill_in_the_numbers(numbers.data(), numbers.size());
  return numbers;

或者，如果你不那么幸运并且你的 C 风格函数坚持自己分配内存，

extern double *
allocate_the_buffer_and_fill_in_the_numbers(std::size_t n);

您可以求助于std::unique_ptr，可悲的是，它是劣质的。

std::unique_ptr<double[], void (*)(void *)>
get_the_numbers_2nd(const std::size_t n)

  return 
    allocate_the_buffer_and_fill_in_the_numbers(n),
    &std::free
  ;

【参考方案2】：

不，std::vector 并非设计为能够假定/利用预先存在的阵列作为其内部存储。

【参考方案3】：

是的，前提是您在获取指针之前创建并填充向量并且您不会

擦除任何元素 vec.size() == vec.capacity() - 1时不会添加新元素，这样做会改变元素的地址

例子

#include <iostream>

void fill_my_vector<std::vector<double>& vec)
    for(int i=0; i<300; i++)
        vec.push_back(i);
    


void do_something(double* d, int size)
 /* ..... */ 

int main()
    std::vector<double> vec;
    fill_my_vector(vec);
    //You hereby promise to follow the contract conditions, then you are safe doing this

    double* ptr;
    int ptr_len = vec.size();
    ptr = &vec[0];

    //call do_something
    do_something(ptr, ptr_len);

    //ptr will be alive until this function scope exits

编辑

如果你的意思是从一个已经创建的数组中管理数据，你不能……vector 管理它自己的数组……它不能取得不是由它的类（vector）创建的数组的所有权。

【讨论】：

如果是，现在我的问题是如何？

好的，让我修改我对“如何”的回答

朋友，我们似乎都误读了这个问题。 @Farzad 似乎有一个预先分配的内存池，他希望使用向量来管理，而不是将向量用作内存池。

编辑部分就是我的意思。