多维数组作为class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，我不是 C++ 专家，在搜索了相当长一段时间后没有找到一个方便的答案或问题，就此而言，我求助于你伙计们。

我的问题如下。我有一些 class 有几个成员字段 num_a 和 num_b 除了其他可以存储在堆栈上的字段。现在这两个值的大小大致为 1000-2000。我现在需要的是 SampleClass 的另一个 class 成员，即大小为 num_a * num_b 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，所以存储指向数组指针的指针对我来说不起作用。

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);

}

我在头文件 .h 中声明我的 classes 并在源文件 .cc 中实现函数和构造函数。

如您所见，num_a 和 num_b 的值都不是预先确定的，因此也不是 const。我的问题是，我如何（以简单的方式）在头文件中声明这个东西，以及如何在源文件中的构造函数中初始化它？

我发现使用矢量的东西如下：

// 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

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

感谢您的回答。

Answer 1

2-dimensional ... array ... of size num_a * num_b ... Due to its size, it needs to be alloacted on the heap. It needs to be contiguous in memory
std::vector<std::vector<bool>>

在向量的向量中，行本身是连续的，但彼此不相关。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。

分配动态大小的连续数组的唯一解决方案是分配一个一维数组，其中行是一个接一个地排列。例如：

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

您可以访问索引 a + num_a * b 处的元素 [a][b]。

请注意，std::vector<bool>非常特殊，与其他向量不同。它不包含任何 bool 对象，而是将位打包，并通过屏蔽和移位 ¹ 进行访问。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其他数组的一些保证不适用于 std::vector<bool>。例如，你不能取一个元素的地址，也不能在不同步的情况下在不同的线程中修改不同的元素。关于你的特殊情况，因为不能保证 bool 对象，当然不能保证向量中有连续的 bool 对象。

因此，如果您需要 bool 的常规数组，则在使用向量时需要解决专业化问题。例如：

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

¹ 从技术上讲，不保证任何特定的表示。它是实现定义的。

多维数组作为class成员在堆上分配

Multi-dimensional array as a class member to be allocated on the heap

c++

arrays

heap-memory

multidimensional-array