使用 memset 初始化包含数组的结构向量

Posted 2023-02-16

【中文标题】使用 memset 初始化包含数组的结构向量

【英文标题】：using memset to initialize vector of structure which contains array

【发布时间】：2016-05-08 13:45:55

【问题描述】：

我有以下结构

struct a 
     int array[20]
     int array2[45]

我已经创建了这个结构的向量

vector<a> vec;

我用过这个 vec。现在我想初始化（设置向量元素中对象内的所有数组值）为零。我该怎么办？

【问题讨论】：

是什么阻止了您阅读std::vector 文档？你为什么决定使用memset？得出这个结论后你做了什么尝试？

@LightnessRacesinOrbit：std::vector 通常会为其包含的对象调用默认构造函数。因为这个结构只是内置类型，所以元素不会被零初始化。

@MartinBonner：是的，我知道这一点。 OP 需要进行一些研究以找出如何将他的元素归零。这个问题展示了零研究工作。我正在尝试提示 OP进行一些研究。

为什么你认为他没有？使用零初始化对象的副本构造向量、为结构提供默认构造函数和 memset 都是可行的方法 - memset 可能是最好的。

@MartinBonner std::vector 将对其元素进行值初始化，而不是默认初始化它们。所以它们将被零初始化。您可以通过阅读一些文档来了解这一点。

【参考方案1】：

阅读 cmets，您尚未显示填充向量的代码。现在您想重用存储而不是创建一个新存储，并且您想重新初始化它。

任何 C++ 容器的任何算法的规范答案都可能在标准算法中找到。在这种情况下，std::fill。以您喜欢的方式初始化您的结构，并将其复制到您的向量中。沿着这些思路：

a A = 0;
std::fill(vec.begin(), vec.end(), A);

如果您想说这还不够快，请检查一下。我想你会发现它非常有效。上面的代码绝对安全，适用于fill 的任何正确初始化的参数。我怀疑它是否可以在不对a 的实现做出一些假设的情况下做得更快。

【参考方案2】：

事实证明，这是一个比最初看起来更有趣的问题。

tl;dr：如果您使用的是 C++03 或更高版本的编译器，则无需费心。

您需要了解value initialization 和default initialization 之间的区别。基本上值初始化会将所有元素设置为零，而默认初始化将使它们完全独立。如果结构的任何默认元素（递归）具有用户定义的默认构造函数，则值和默认初始化都会调用它。

请注意，值初始化远比memset为零好，因为

它将调用默认构造函数 它将正确地初始化浮点（到 0.0）和指针（到 NULL）。尽管memset可能会在您的实现中这样做，但不能保证这样做。

创建带有 n 个元素的向量的正常方法是调用：

std::vector<a> vec(n);

C++98

这会调用

std::vector<a>::vector(size_type count, 
                       const T& value = T(),
                       const Allocator& alloc = Allocator());

value 对象将被默认构造，您需要以某种方式初始化元素。做到这一点的最佳方法是提供要复制的正确值初始化值。所以：

const static a azeroed;  // Because this is static, it will be value initialized
std::vector<a> vec(20,azeroed);

技术说明：C++98标准不包含“值初始化”一词，但azeroed的初始化是相同的。

C++03

调用了相同的向量构造函数，但从 C++03 开始​​，value 参数是值已初始化（所以花园里的一切都是美好的）。

C++11

打电话给

std::vector<a>::vector(size_type count);

哪个值直接初始化元素。

C++14

来电

std::vector<a>::vector(size_type count, const Allocator& alloc = Allocator());

（基本上，他们意识到他们忘记了分配器参数）。这里有一个非常细微的区别，因为元素是通过调用Allocator::construct 构造的，虽然默认分配器会初始化元素，但可以提供一个自定义版本，而不是（参见this answer） .如果你这样做，你几乎肯定知道你在做什么。

结论

除非你使用的是真正的 C++98 编译器，否则你不需要调用 memset 向向量构造函数提供显式初始化值比调用 memset 更安全。 memset 可能无法正确初始化非整数内置值（尽管它可能会）。 memset 肯定会破坏任何合适的构造函数。这是一个巨大的维护隐患。如果维护程序员更改结构使其不再是 POD，代码仍将编译 - 它只会做错事。 只需为结构体提供一个适当的默认构造函数，就有很多话要说，这样您就不必担心是否有任何元素已初始化，即使您有一个本地副本。

【讨论】：

这样做的问题是，如果你改变了类型，可能会使结构不再是 POD，这只会默默地继续将所有内容归零，这可能是一个严重的错误。我发现其中一个曾经在生产中造成多年的间歇性崩溃，使客户损失了数千美元。更喜欢 C++ 中的类型安全解决方案，尤其是在教学时。

这不是一个很好的例子。所示的初始化导致所有元素的初始化数据为零，而无需调用memset。

@juanchopanza: 章节和诗句好吗？给定结构的定义，默认构造 不会 零初始化它。 （还是我弄错了？）

正如我在另一条评论中所说，std::vector 值初始化元素。

@MartinBonner，对于特定的参考，[vector.cons] 表示默认插入的元素。 [container.requirements.general] 将其澄清为allocator_traits<A>::construct(m, p)。从那里，[allocator.traits.members] 将其转换为a.construct(p, std::forward<Args>(args)...) （因为这是默认分配器），[allocator.members] 说这是::new((void *)p) U(std::forward<Args>(args)...)，这是当 args 包为空时的值初始化。这有点迂回，并且可以随着分配器而改变，但几乎在所有情况下都应该如此。