在C ++中獲取指向復雜向量的實部和虛部的指針

Question

使用標准C ++復數和向量庫，我定義了一個復數向量。 現在，我想獲得包含這個復雜向量的實部和虛部的向量（類型為double * ）。 以下解決方案有效，但由於內存使用量翻倍，因此不夠優雅且浪費;

using namespace std;
typedef complex<double> cmp;
.
.
int i,m=10;
vector<cmp> C(m);
//Do something to populate the vector C
vector<double> R(m), I(m);
for(i=0; i<m; i++){
 R[i] = C[i].real();
 I[i] = C[i].imag();
}
double * r = &R[0];
double * i = &I[0];

Answer 1

根據C ++標准

If z is an lvalue expression of type cv std::complex<T> then:
— the expression reinterpret_cast<cv T(&)[2]>(z) shall be well-formed,
— reinterpret_cast<cv T(&)[2]>(z)[0] shall designate the real part of z, and
— reinterpret_cast<cv T(&)[2]>(z)[1] shall designate the imaginary part of z.
Moreover, if a is an expression of type cv std::complex<T>* and the expression a[i] is well-defined
for an integer expression i, then:
— reinterpret_cast<cv T*>(a)[2*i] shall designate the real part of a[i], and
— reinterpret_cast<cv T*>(a)[2*i + 1] shall designate the imaginary part of a[i].

所以你可以簡單地寫

using namespace std;
typedef complex<double> cmp;
.
.
int i,m=10;
vector<cmp> C(m);
//Do something to populate the vector C

double * r = &reinterpret_cast<double(&)[2]>( C[0] )[0];
double * i = &reinterpret_cast<double(&)[2]>( C[0] )[1];

這是一個例子

#include <iostream>
#include <complex>
#include <vector>

int main() 
{
    std::vector<std::complex<double>> v( 1, { 1.1, 2.2 } );

    double * r = &reinterpret_cast<double(&)[2]>( v[0] )[0];
    double * i = &reinterpret_cast<double(&)[2]>( v[0] )[1];

    std::cout << *r << '\t' << *i << std::endl;

    return 0;
}

輸出是

1.1 2.2

Answer 2

（C ++ 03）標准沒有定義std::complex<double>的內部結構，但通常它由2個雙精度組成，真實部分位於虛部之前。 因此，給定std::complex<double>的數組（或std::vector ），你不能獲得指向所有實部的數組的指針，以及指向所有虛部的數組的另一個指針：實部和虛部是交錯。 如果你真的需要拆分它們，你就不能在不復制所有元素的情況下完成它（就像你已經做的那樣）。

但是你為什么要把它們分開呢？ 將它們傳遞給某些庫的某些例程？ 也許該庫也支持交錯格式？ 在這種情況下，您可以執行reinterpret_cast<double*>(&C[0]) 。 請注意，這是非標准的，但在大多數情況下似乎都有效。 有關更多信息，請參閱廣泛使用的fftw庫的文檔 ，建議采用此方法。

如果性能是一個問題，你應該從頭開始分割實部和虛部，而不首先構造一個std::complex<double>向量。