为指针向量赋值

Posted 2023-02-21

【中文标题】为指针向量赋值

【英文标题】：Assigning values to a vector of pointers

【发布时间】：2018-11-08 13:27:09

【问题描述】：

我正在将一些算法翻译成 C++（我用 R 编写并且已经用原始指针翻译成 C++）。原始 C++ 翻译的问题在于它会因大型矩阵而崩溃并遭受内存泄漏（但比 R 快大约 1000 倍，这太棒了）......所以我再次尝试使用向量。基本上我有一个零和一的矩阵，并想用一个表示组的数字替换这些矩阵。 一个组将由水平或垂直连接的单项定义。 为此，我建立了一个指针矩阵并在此过程中更改它们指向的组索引。

下面的代码是摘录的。

vector<int> groups(vector<int> matrix, int nrow, int ncol) 

    vector<connection> connections;
    vector<int *> pointersToIndices;

    int zeroGroupIndex = 0;
    int* O = &zeroGroupIndex;   
    int currentN = 1;
    int size = nrow * ncol;

    vector<int **> pointerMatrix;
    for (int i = 0; i < size; i++) 
        int** OO = &O;
        pointerMatrix.push_back(OO);
    


    int col, row, index, leftIndex, upperleftIndex, upperIndex;
    for (col = 0; col < ncol; col++) 
        for (row = 0; row < nrow; row++) 
            index = nrow * col + row;       
            if (matrix[index] != 0) 
                upperIndex = nrow * col + row - 1;
                leftIndex = nrow * (col - 1) + row;
                if (row == 0 || matrix[upperIndex] == 0) 
                    currentN++;
                    matrix[index] = currentN;                   
                    pointersToIndices.push_back(&(matrix[index]));
                    // I assume the following does not do what i intend 
                    pointerMatrix[index] = &pointersToIndices.back();
                
                else pointerMatrix[index] = pointerMatrix[upperIndex];
                if (col != 0 && matrix[leftIndex] != 0) *pointerMatrix[index] = *pointerMatrix[leftIndex];
            
        
    
....
....

现在的问题是这些作业没有按我的意愿工作。尤其是那一行

pointerMatrix[index] = &pointersToIndices.back();

似乎失败了，因为在循环结束时pointerMatrix 的所有元素都指向pointersToIndices 的最后一个条目，而不是正确的条目。

我希望我能澄清这个问题。 有什么建议么？ 非常感谢。

【问题讨论】：

“有什么建议吗？” 是的。不要使用指针。另外，帮助自己编写一个可以测试的好的矩阵类。然后，用它来做任何你想做的事情。

如果你非常关心速度，你真的应该在一个分配中布局所有矩阵数据，这样内存就不会碎片化。使用矩阵库可能会帮助您更快地完成任务。例如，“Eigen”或 boost lib 也有 1 或 2 个矩阵库。并且还要避免使用原始指针——如果你是一个学习者，这不是一个好主意。

如果 push_back 调整向量的大小，则指向向量的指针无效。为什么不存储索引而不是指针？

添加到稻田的评论：为什么不存储坐标？毕竟，这是一个矩阵。它还将消除pointersToIndices。

@MikaProuk 我并没有真正明白你的意思，但是拥有一个矩阵和坐标大约相当于拥有该矩阵中元素的地址，只是更具可读性、直观性和健壮性。跨度>

【参考方案1】：

问题是pointerToIndices 最终会在它必须增长时重新分配（在多个push_backs 之后）。这会使指向其元素的指针（例如那些在注释后的行中获取和存储的指针）无效，因此以后使用它们是未定义的行为。

我还没有完全理解你的算法，但要么确保pointersToIndices 不会重新分配（通过预先保留足够的空间），要么避免使用指向其元素的指针。 （或者改变你的算法）。

【讨论】：

现在。我所做的只是将pointersToIndices 的声明更改为vector<int *> pointersToIndices(size); 它有效。但。我为数百万个值保留空间，并且不需要其中的一小部分。这不是很糟糕吗？

@MikaProuk 是的，这听起来不太理想。不过，还有其他数据结构可能会帮助您。我建议您查看std::deque，它在附加到（或删除）任一端时永远不会失效。但也许你可以改变你的算法来使用矩阵/向量索引而不是指针。

@MikaProuk 好吧，它显然为您的程序增加了几兆字节的运行时内存。现在，您可以继续使用它，或者您可以通过不过多处理指针来做得更好。