C++ 用另一個向量擴展一個向量

Question

我是 C++ 領域的 C/Python 程序員，第一次使用 STL。

在 Python 中，用另一個列表擴展一個列表使用.extend方法：

>>> v = [1, 2, 3]
>>> v_prime = [4, 5, 6]
>>> v.extend(v_prime)
>>> print(v)
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

我目前使用這種算法方法來擴展 C++ 中的向量：

v.resize(v.size() + v_prime.size());
copy(v_prime.begin(), v_prime.end(), v.rbegin());

這是擴展向量的規范方法，還是我缺少一種更簡單的方法？

Answer 1

從這里

// reserve() is optional - just to improve performance
v.reserve(v.size() + distance(v_prime.begin(),v_prime.end()));
v.insert(v.end(),v_prime.begin(),v_prime.end());

Answer 2

copy(v_prime.begin(), v_prime.end(), back_inserter(v));

Answer 3

有多種方法可以實現您的目標。

標准::向量::插入

可以通過在指定位置的元素之前插入新元素來擴展向量，通過插入的元素數量有效地增加容器大小。 您可以遵循以下方法之一。 第二個版本使用 C++11，它可以被認為是一個更通用的答案，因為 b 也可以是一個數組。

a.insert(a.end(), b.begin(), b.end());
a.insert(std::end(a), std::begin(b), std::end(b));

有時在使用中最好在使用 std::vector::insert 之前使用保留函數。 std::vector::reserve函數將容器的容量增加到大於或等於 new_cap 的值。 如果 new_cap 大於當前容量（），則分配新的存儲，否則該方法不執行任何操作。

a.reserve(a.size() + distance(b.begin(), b.end()));

使用保留功能不是必需的，但可能是可取的。 如果您重復插入一個已知最終大小的向量，並且該大小很大，那么最好使用保留。 否則，最好讓 STL 根據需要增長您的載體。

標准::復制

std::copy 是您可以考慮實現目標的第二個選項。 此函數將范圍（第一個，最后一個）中的元素復制到從結果開始的范圍中。

std::copy (b.begin(), b.end(), std::back_inserter(a));

然而，使用 std::copy 比使用 std::vector::insert() 慢，因為 std::copy() 不能預先保留足夠的空間（它無法訪問向量本身，僅適用於具有) 的迭代器，而作為成員函數的 std::vector::insert() 可以。 由於 std::copy 確實比使用 std::vector::insert 慢。 大多數人在不知道這種情況的情況下過度使用 std::copy 。

boost::push_back

您可以考慮的第三個選項是使用 boost 的push_back函數。

boost::push_back(a, b);

Answer 4

我需要 C++14 中extend函數的兩個不同變體，其中一個支持要附加的向量的每個元素的移動語義。

vec是您的v ，而ext是您的v_prime 。

/**
 * Extend a vector with elements, without destroying source one.
 */
template<typename T>
void vector_extend(std::vector<T> &vec, const std::vector<T> &ext) {
    vec.reserve(vec.size() + ext.size());
    vec.insert(std::end(vec), std::begin(ext), std::end(ext));
}

/**
 * Extend a vector with elements with move semantics.
 */
template<typename T>
void vector_extend(std::vector<T> &vec, std::vector<T> &&ext) {
    if (vec.empty()) {
        vec = std::move(ext);
    }
    else {
        vec.reserve(vec.size() + ext.size());
        std::move(std::begin(ext), std::end(ext), std::back_inserter(vec));
        ext.clear();
    }
}

Answer 5

使用std::vector::insert ；

A.reserve(A.size() + B.size());
A.insert(A.end(), B.begin(), B.end());

reserve()是可選的，但使用它有助於提高性能。

---

方便的代碼生成器以節省寶貴的時間：

 <script src="https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/2.1.1/jquery.min.js"></script><link rel="stylesheet" href="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/materialize/0.98.0/css/materialize.min.css"><script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/materialize/0.98.0/js/materialize.min.js"></script><script src="https://cdn.jsdelivr.net/clipboard.js/1.6.0/clipboard.min.js"></script><script>function generateCode(){codeTemplate="{0}.reserve({0}.size() + {1}.size()); \\n{0}.insert({0}.end(), {1}.begin(), {1}.end());",first=document.getElementById("1").value,second=document.getElementById("2").value,""==first&&(first="A"),""==second&&(second="B"),document.getElementById("c").innerHTML=String.format(codeTemplate,first,second)}String.format||(String.format=function(a){var b=Array.prototype.slice.call(arguments,1);return a.replace(/{(\\d+)}/g,function(a,c){return"undefined"!=typeof b[c]?b[c]:a})});</script><div class="A" style="margin:3% 10% 1% 10%;"><label for="1">First vector name:</label><input id="1"/><br/><label for="1">Second vector name:</label><input id="2"/><div class="D"><a class="waves-effect waves-light btn red col" onclick="generateCode();" style="margin:0 0 4% 0;">Generate Code</a></div><textarea id="c" onclick="this.select()" style="border:none;height:auto;overflow: hidden;font-family:Consolas,Monaco;">A.reserve(A.size() + B.size());&#13;&#10;A.insert(A.end(), B.begin(), B.end());</textarea></div>

Answer 6

僅使用以下語法：

a.insert(a.end(), b.begin(), b.end());

除非您知道自己在做什么，否則不應使用 Reserve\\Resize 。

預留可能會導致大量開銷，因為它不一定會分配大小呈指數增長，因此每個預留都可能導致 O(n) 時間。

如果只執行一次，這可能不會非常昂貴，並且在這種情況下實際上可能會證明更多的時間/內存效率。 在另一方面，如果你繼續這樣用相對較小的陣列擴展陣列，這將證明極其低效。 下面的例子展示了一個簡單的誤用導致 x10,000 時間增加 😨

例子：

#include <vector>
#include <iostream>
#include <chrono>

int main() {
    std::vector<int> a, b(50);
    auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    for (int i = 0; i < 5e4; i++) {
        a.reserve(a.size() + b.size());      // line in question.
        a.insert(a.end(), b.begin(), b.end());
    }
    auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>( t2 - t1 ).count();

    std::cout << 1.0 * duration / 1e9;
    return 0;
}

//run              time        complexity      speed up
//with reserve     114.558 s   O(N)            x1
//without reserve    0.012 s   O(N^2)          x10000 (~O(N/50))

在 gcc 17、intel i5 上使用 -O3 編譯。

Answer 7

簡單是更好的恕我直言。

for (auto &val: v_prime)
  v.push_back(val);

當您需要多次擴展向量v時，上面的簡單代碼比重復保留空間並插入另一個向量要快得多。 這是因為預留空間的過程是以最佳方式自動完成的。