多維數組作為要在堆上分配的類成員

Question

我正在為我的學士學位論文編寫模擬程序，但我不是C ++專家，並且在搜索了相當長的時間之后，沒有找到方便的答案或問題，因此我求助於你們。

我的問題如下。 我有一個類，除了可以存儲在堆棧中的其他成員字段num_a ，還有幾個成員字段num_a和num_b 。 現在，這兩個值的大小大約為1000-2000。 我現在需要的是SampleClass另一個類成員，即大小為num_a * num_b數組。 由於其大小，需要在堆上分配它。 它必須在內存中是連續的，因此對我而言，存儲指向數組的指針的指針不起作用。

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);

}

我在頭文件.h聲明我的類，並在源文件.cc實現函數和構造函數。

如您所見， num_a和num_b的值num_b是預先確定的，因此不是const 。 我的問題是，如何（以一種簡單的方式）在頭文件中聲明此內容，以及如何在源文件的構造函數中對其進行初始化？

我發現使用vector的東西如下：

// 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

最后一種方法是否有效，更重要的是，它是否像不依賴std::vector的解決方案一樣有效？

感謝您的回答。

Answer 1

大小為num_a * num_b的二維數組...由於其大小，需要在堆上分配它。 它必須在內存中是連續的

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

在向量的向量中，行在它們內部是連續的，但彼此之間不是相互關聯的。 這與指針數組相同。 因此，這不能滿足您對連續布局的需求。

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

幾乎沒有必要像這樣動態分配向量。 最好避免使用，以確保正確性和性能。

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分配動態大小的連續數組的唯一解決方案是分配一維數組，其中各行之間是平坦的。 例如：

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

您可以在索引a + num_a * b處訪問元素[a] [b]。

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注意std::vector<bool>是非常特殊的，並且與其他向量不同。 它不包含任何bool對象，而是對位進行打包，並通過掩碼和移位^1進行訪問。 這使得數據結構非常易於緩存，但是操作更加復雜。 這對性能的好壞取決於您對它的處理方式以及CPU體系結構。

比性能考慮更重要的是，這意味着您可以依賴於其他數組的某些保證不適用於std::vector<bool> 。 例如，您不能獲取元素的地址，也不能在不同步的情況下修改不同線程中的不同元素。 對於您的特殊情況，由於不能保證布爾對象，因此肯定不能保證向量中存在連續的布爾對象。

因此，如果需要規則的bool數組，則在使用向量時需要解決專業化問題。 例如：

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

¹從技術上講，不能保證任何特定的表示。 它是實現定義的。