c++ - 多维数组作为类成员在堆上分配

Question

我正在为我的学士论文编写一个模拟程序，而且我不是 C++ 方面的专家，在搜索了很长一段时间后没有找到方便的答案或问题，就此而言，我求助于你们。

我的问题如下。我有一些类有几个成员字段num_a，num_b此外还有一些可以存储在堆栈中的类。现在这两个值的大小大致为 1000-2000。我现在需要的是另一个类成员，即大小为*SampleClass的二维布尔数组。由于它的大小，它需要在堆上分配。它需要在内存中是连续的，因此存储指向数组指针的指针对我不起作用。num_anum_b

SampleClass : Object {
   public:
         uint16_t num_a;
         uint16_t num_b;
         ??? // some data structure for my 2d array

         // simple constructor
         SampleClass(num_a, num_b);

}

我在头文件中声明我的类，.h并在源文件中实现函数和构造函数.cc。

如您所见，两者的值num_a和num_b不是预先确定的，因此不是const. 我的问题是，我如何（以一种简单的方式）在头文件中声明这个东西，以及如何在源文件的构造函数中初始化它？

我发现使用向量的一件事如下：

// header file
std::vector<std::vector<bool>> *coverage_matrix;

// source file
coverage_matrix = new std::vector<std::vector<bool>>();
coverage_matrix->push_back(something); // do something with it

最后一种方法是否有效，更重要的是，它是否与不依赖的解决方案一样有效std::vector？

感谢您的回答。

标签： c++arraysmultidimensional-arrayheap-memory

Answer 1

二维...数组...大小num_a * num_b...由于它的大小，它需要在堆上分配。它需要在内存中是连续的

std::vector<std::vector<bool>>

在向量的向量中，行在自身内部是连续的，但彼此之间不相关。这与指针数组相同。因此，这不能满足您对连续布局的需求。

 new std::vector<std::vector<bool>>()

几乎不需要像这样动态分配向量。为了正确性和性能，最好避免使用。

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分配动态大小的连续数组的唯一解决方案是分配一维数组，其中的行一个接一个。像这样的例子：

std::vector<bool> matrix(num_a * num_b);

您可以访问 index 处的元素 [a][b] a + num_a * b。

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请注意，这std::vector<bool>是非常特殊的，与其他向量不同。它不包含任何bool对象，而是将位打包，并通过掩码和移位¹访问。这使得数据结构对缓存非常友好，但操作更加复杂。这对性能是好是坏取决于你用它做什么以及 CPU 架构。

比性能考虑更重要的是，这意味着您可以依赖于其他数组的某些保证不适用于std::vector<bool>. 例如，你不能获取一个元素的地址，也不能在不同步的情况下修改不同线程中的不同元素。对于您的特殊情况，因为不能保证 bool 对象，所以肯定不能保证向量中是连续的 bool 对象。

因此，如果您需要一个 的常规数组，则bool需要在使用向量时解决专门化问题。例如：

enum boolean : bool {no, yes};
std::vector<boolean> matrix;

¹从技术上讲，不保证任何特定的陈述。它是实现定义的。