向量的变化第一指针

Posted 2023-02-21

【中文标题】向量的变化第一指针

【英文标题】：change of vectors first pointer

【发布时间】：2010-10-25 09:25:16

【问题描述】：

当我使用向量存储一些数据时，我通常通过向量的第一个条目的指针来访问这些数据。因为它比 at() 方法快。但是我意识到当我插入一个数据块时，比如一个数组到向量的末尾，第一个条目的指针会改变。这可能与堆栈的东西有关，但是如果我通过 push_back 一次添加一个元素，第一个指针不会改变。那为什么呢？我应该担心使用指针来访问元素吗？

这里有一个示例代码供想要查看的人使用：

int arrayLen = 500000;
 vector<int> vint = vector<int>(2000,0);
 int * firstEntry = &vint[0];

 int * iarray = new int[arrayLen];
 for(int i = 0; i< arrayLen; i++)
 
  iarray[i] = i;
 
 vint.insert(vint.end(),iarray,iarray+arrayLen);
 cout << firstEntry << "," << &vint[0] << endl; // They ar not equal;

         // reset the vector
 vint.clear();
 vint.resize(2000,0);
 firstEntry = &vint[0];

 for(int i = 0; i< arrayLen; i++)
 
  vint.push_back(iarray[i]);
  if(firstEntry != &vint[0])
   cout << firstEntry << "," << &vint[0] <<","<< i << endl;
 // nothing  is written

 cout << firstEntry << "," << &vint[0] << endl; // now they are equal;

【问题讨论】：

Ewewew...在一个地方而不是另一个地方使用vector 有什么意义？

@GMan：当您尝试在代码中使用漂亮的 STL 容器但必须使用其他人的使用 c 样式数组的函数时。在我的经验中太常见了。

@GMan：你的意思是我的回答？谢谢 - 很好。

@beldaz：我的意思是使用new[] 而不是std::vector 的理由为零。您可以获得与 &v[0] 相同的结果。

【参考方案1】：

std::vector 可以动态调整大小。它这样做的方式是容纳比所需更多的空间。一旦达到保留容量，就需要保留更大的数据块（取决于实现，但新块的容量通常是以前大小的两倍）。然后将数据复制到新位置，这就是第一个元素的地址发生变化的原因。

如果您不向向量中添加更多数据，则不必担心指向向量中数据的指针会失效。您可以通过检查 vint.capacity()==vint.size() 来预测进一步的 push_back() 何时会触发调整大小。您还可以通过 &vint[0] （或 &vint.at() 进行范围检查）始终使用最新的指针而不是复制它，从而避免使用无效的指针。

如果您知道要插入许多新项目，则可以通过使用 reserve() 预分配空间来确保您有足够的容量（如果当前容量小于请求的容量）。但请注意，您不想零碎地做这件事——例如

vint.reserve(vint.size() + 2000);
for(int i=0; i<2000; ++i) 
    vint.push_back(i);

会很好，但是

for(int i=0; i<2000; ++i) 
    vint.reserve(vint.size() + 1);
    vint.push_back(i);

这会拖累性能，因为您反复要求操作系统提供更多内存，并且每次迭代都会导致更大的复制操作。

【讨论】：

好吧，我特别需要在我的应用程序中通过 insert() 方法添加数据，当我保留然后插入时，第一个指针再次发生变化。我应该总是在循环中使用 push_data 吗？

@bahadir：插入会导致插入点之后的所有数据都被碰撞。 push_back 是将数据添加到向量的最佳方式，但只有在您想要数据的地方才有帮助。如果您在其他地方插入数据，请考虑 deque 或 list 作为更合适的替代方案。

【参考方案2】：

当您添加元素时，向量可能会重新分配到堆上更大的内存区域。如果您想要更高的性能，您应该使用[] 而不是at()，但是您必须确保您的索引在范围内：这通常很容易确保。这是非常糟糕的做法，并且完全没有必要从向量开始指针开始缓存和索引：只需打开优化器并确保您没有使用 STL 的某些调试模式“检查迭代器”模式（如果它有一个，例如 Visual C++），并且性能无论如何都是相同的。

如果您知道向量可以增长到的最大大小，那么您可以使用reserve() 预先确定它的大小。

【讨论】：

嗯，性能差异非常小，但是在开发算法交易应用程序时，您需要所有的武器。

【参考方案3】：

使用reserve() 防止在插入许多元素之前分配多个内存。

然后获取您的“第一个指针”，如果您正确保留了正确数量的元素，则该指针不应更改。

但是你为什么不使用 begin() 呢？ * 和 -> 运营商致力于此，你知道...