选择和修改嵌套向量中的条目的最佳实践

Posted 2023-02-21

【中文标题】选择和修改嵌套向量中的条目的最佳实践

【英文标题】：best practice to select and modify entries in nested vectors

【发布时间】：2020-02-12 13:55:02

【问题描述】：

我正在寻找一种有效的方法来解决以下（可能很容易）问题：

我有一个A 类型的向量。 A 类包含B 类型的向量。 我无法更改课程A或设计 A 类的向量（我无法将其设为指向 A 的指针向量 例如）。

我想要一个 B 类的向量，其中包含 B 的所有条目，这些条目包含在具有特殊属性的 A 向量中。

我想阅读这个问题有点复杂，但如果你看到一个例子可能更容易理解：

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

struct B 
  int n;
  double val;
;

struct A 
  vector<B> v;
;

int main() 
  // generate some dummy data:
  A a1;
  a1.v.push_back(B1, 1.0);
  a1.v.push_back(B2, 2.0);
  a1.v.push_back(B1, 3.5);

  A a2;
  a1.v.push_back(B2, 2.0);
  a1.v.push_back(B3, 1.0);
  a1.v.push_back(B1, 2.5);

  // this is my initial situation: a vector of type A
  vector<A> va;
  va.push_back(a1);
  va.push_back(a2);

  // what I want to get is a vector of type B with all B values whose n == 1
  vector<B> vb;

  // possible solution to get all elements of B
  for(auto &any : va)
    for(auto &b : any.v)
      if(b.n == 1)
        vb.push_back(b);
      
    
  

  for(const auto &any:vb)
    cout << any.val << endl;
  

  return 0;

问题：

我想获得B 类的向量而不复制每个元素。稍后，我需要修改向量B中的元素，它们也应该在向量A中修改（意思是，如果我更改vb[0].val = 100;，则va[0].v[0]中的条目也应该是100；

我考虑过使用指针来执行此操作，但我不确定这是否是个好主意，因为向量 va 的元素是在堆栈上而不是在堆上分配的。

** 编辑：**

我可以确保只要我需要B 的向量，我就不会以任何方式修改A 的向量。

【问题讨论】：

对不起，您无法避免复制。 C++ 不能以这种方式工作。您也许可以创建一个std::reference_wrappers 的向量，并可能完成类似的事情，但是，就拥有Bs 的向量而言，没有办法避免复制。这也许是 Java 中对象的工作方式，但 C++ 不是 Java。

"因为向量 va 的元素是在栈上而不是在堆上分配的。" 向量元素永远不会在栈上。也许这就是你的误解：在va.push_back(a1); 之后，向量包含a1 的副本，但不是a1 本身

除了@idclev463035818 的评论：当您使用非拥有指针时，对象的存储类是什么并不重要。它们总是可以使用的。

...但考虑到指向元素的指针是不稳定的。即，如果您在向量中添加/删除某些内容，它们就会失效

稍后，我需要修改向量 B 中的元素，它们也应该在向量 A 中进行修改 你为什么不在需要的时候直接 for(auto &any : va) for(auto &b : any.v) if(b.n == 1) do thing here 呢？

【参考方案1】：

在堆栈上有va 不一定是问题，只要您将va 移动到它的新位置。在这种情况下，您的“移动到”向量将在内部指向由“移动自”va 向量分配的存储空间（并且原始的 va 将变为空）。

但有一个问题是，如果您在已经创建了指向 Bs 的指针之后将新的 Bs 添加到 A。如果A 的v 向量没有足够的容量来存储新插入的B，则它必须将其所有B 元素重新分配到新的存储位置。这反过来又会改变所有B 元素的地址。

因此，只要您能保证，您就可以创建指针：

va 被移动而不是被复制。 初始化后没有新的Bs 被添加到A。

假设以上可以保证，你可以创建你的vb如下：

std::vector<B *> vb;

for (auto & a : va) 
  for (auto & b : a.v) 
    if (b.n == 1)  vb.push_back(&b); 
  

或使用std::reference_wrapper:

std::vector<std::reference_wrapper<B>> vb;

for (auto & a : va) 
  std::copy_if(a.v.begin(), a.v.end(),
    std::back_inserter(vb),
    [](auto const & b)  return b.n == 1; );

【讨论】：

nitpick，将 std::for_each 与 std::copy_if 结合使用会使这变得完美。

我个人更喜欢这里的范围。看起来更干净恕我直言。

谢谢，我可以确保在需要vb时不再修改va

@theWiseBro 我个人认为std::for_each 不会比使用基于范围的 for 循环增加任何额外的可读性，但我理解你为什么要在这里使用它。

似乎并不完全清楚移动向量不会使迭代器无效，请参阅LWG issue 2321（如果分配器的propagate_on_container_move_assignment 是false，它肯定会失效）。