如何在不丢失现有数据的情况下调整 std::vector 的大小？

Posted 2023-02-21

【中文标题】如何在不丢失现有数据的情况下调整 std::vector 的大小？

【英文标题】：How to resize an std::vector without loosing the existing data?

【发布时间】：2016-08-26 23:32:04

【问题描述】：

我正在实现一种算法，该算法需要我在循环的每次迭代中从向量中删除和添加相同的元素。

例子：

迭代 1 : |1 2 3 4| （4号）

迭代 2 : |1 3| 2 4（大小为 2，元素 '2' 和 '4' 仍在内存中，但未计入向量的大小）

迭代 3：|1 2 3| 4（尺寸为 3，元素 '4' 仍然存在）

基本上，出于性能原因，我希望能够在不影响向量的情况下更改 size() 函数返回的值。

我知道我可以使用向量之外的另一个变量来跟踪它的大小，但我想知道它是否可以直接在 std::vector 容器内部。

感谢您的帮助。

【问题讨论】：

改变你的设计：谈论迭代器，而不是容器和大小。然后，您可以按照您想要的任何方式对数据进行混洗、置换和分区，但是您可以将 迭代器 分配给算法的有趣范围。

当您使用擦除“缩小”向量时，容量不会改变。这决定了何时需要重新分配向量。

@NathanOliver 这里没有关于容量和重新分配的内容。

【参考方案1】：

您想要的与vector 的工作方式在逻辑上不一致。 size 返回 vector 中 T 类型的对象的数量。通过减小该尺寸，任何从末端切掉的物体都会被破坏。当您增加大小时，您正在添加新对象。

最好围绕 vector 构建一个具有您想要的行为的类型。

【参考方案2】：

你不能这样做。

减少size() 报告的值的唯一方法是调整大小。当调整大小减小大小时，就程序而言，新大小之外的元素不再存在。任何访问它们的方式（或在您的情况下重新访问它们）都会产生未定义的行为。

如果您想跟踪正在使用的数组的元素数量（例如，您正在使用具有五个元素的向量的两个元素），则创建一个额外的变量来跟踪它。为了说明（希望）显而易见，该变量需要与向量的大小保持一致（例如，避免跟踪在具有五个元素的向量中使用了十个元素）。

如果要将变量与向量一起保留，请将两个成员都设为 struct/class 类型。该类可以提供成员函数或操作来管理向量和“正在使用”的元素数量，以确保一致性。

【讨论】：

感谢您的回答，我想我得自己跟踪尺寸了

【参考方案3】：

我不知道，也许用has-a 代替is-a？

template <typename T> class subvector 
protected:
  std::vector<T> owner_;
  std::size_t    begin_;
  std::size_t    end_;
public:
  subvector(std::vector<T>& owner, size_t from, size_t to) :
    owner_(owner), begin_(from), end_(to)
  
     // do some range checks
  

  size_t size() const 
    // range check before return
    // either throw (fast-fail) *or* 
    //   adjust the out-of-range ends (lenient but maybe unsafe)
    return end_-begin_+1;
  
  // implement as many of the std::vector methods/operators
  // you are likely to need in your code by delegation
  // to the owner_.
  // Stay minimal, whenever you use something you don't have, 
  // the compiler will tell you.
; 

【讨论】：

感谢您的回答。我清楚地理解了您的代码 sn-p，但我无法理解您所说的“使用 has-a 而不是 is-a”是什么意思。你能澄清一下吗？

@CpCd0y 它是对多态性继承的描述，如果你公开继承，你正在做一个is-a，如果你使用一些东西，你正在创建一个has-a的类。如果我是对的，这个术语很可能来自“Effective C++”这本书。

@CpCd0y is-a 通过继承派生 - 使用方法覆盖来自定义行为。 has-a 由组合派生 - 包裹一个对象，将所有行为委托给包裹的对象，在委托之前自定义您想要的那些。

@Ben - 作为参考，“Effective C++”可能对于不知情的人来说是一个很好的起点。就个人而言，我还没有读过它（这就是为什么“可能”），但这些模式在 OOP 世界中很常见，无论语言如何

"Is-a" 和 "has-a" 不是 OO 模式。它们是实体之间关系的描述（根据上下文，可能是对象、类等）。 “is-a”关系描述了涉及类型专业化的特定关系（例如，拉布拉多犬是狗）。所有权和组成都是“拥有”关系的两种类型（例如，一个人有一个家，或者一个人有一条腿）。在 C++ 中，“is-a”通常使用公共继承来实现，而“has-a”关系可以通过多种方式实现（私有继承、包含/成员资格、包含指针等）。