保留“塊”的C ++ 3D矢量

Question

假設我需要不確定數量的3×4矩陣。 （或任何其他固定的m×n維矩陣的序列。）我的第一個想法是將這些矩陣存儲在std::vector ，其中每個矩陣本身就是std::vector<std::vector<double> > 。 如何使用std::vector::reserve()為這些矩陣中的某個數字（例如x std::vector::reserve()預分配空間？ 因為我知道兩個尺寸，我應該（或我想）要能x這些塊的大小倍。

我知道如何在1D std::vector實現此對象，但我想知道如何在3D std::vector實現此目的，除非是為了更好地學習如何使用std::vector類。

Answer 1

將矩陣存儲為向量，可能效率很低，但是如果必須的話，可以去做。 保留空間與以往一樣：

typedef std::vector<std::vector<int>> matrix_type;

std::vector<matrix_type> collection;

collection.reserve(100);  // set capacity for 100 "matrices"

// make 10 4x3-matrices; `collection` won't reallocate
collection.resize(10, matrix_type(4, std::vector<int>(3)));

對於您的基本類型，最好有一個由m * n元素組成的向量，並跨步訪問它，即，第（i，j） ^個元素將位於i * n + j位置。 每個向量本身都是一個動態容器，您可能不希望到處都有這么多動態分配。

同樣，上述reserve調用可能並沒有按照您的想法做，因為它只為內部向量的簿記數據（通常每個向量三個詞，即300個詞）保留內存， 而不為實際數據保留內存。

因此，您甚至可能考慮將std::array<int, m*n>作為您的矩陣類型（並逐步訪問它）； 現在你可以真正實際矩陣預留空間的前期-但m和n現在必須編譯時間常數。

Answer 2

更好的方法是提供一個類接口，並對整個矩陣使用單個線性存儲塊。 然后，您可以以不同的方式實現該接口，范圍從適當大小的內部數組（如果大小是大小的一部分），或者通過提供索引來實現單個std::vector<int> （ pos = row*cols + col ）。

在std::vector< std::vector<int> >方法中，外部向量將分配內存以存儲內部向量，而每個向量將分配內存以保留其自己的元素。 使用原始指針，它在內存布局上類似於：

int **array = new int*[ N ];
for ( int i = 0; i < N; ++i ) 
   array[i] = new int[ M ];

那是：

[ 0 ] -------> [ 0, 1, 2, ... ]
[---]
[ 1 ] -------> [ 0, 1, 2, ... ]
[ . ]
[ . ]

或者基本上是N + 1個獨立的內存塊。