用于随机访问列表的 STL 容器？答案

【问题标题】：STL container for a list with random access?用于随机访问列表的 STL 容器？
【发布时间】：2012-09-16 03:16:35
【问题描述】：

是否存在类似于列表的 STL 容器，其中列表的元素不是连续存储的？这个容器的大小最多可以是 1000x1000 个元素，每个元素都是一个包含 36 个双精度数的向量。这将是一个大块存储在一起（如约 200 兆字节）。是否有一种变体将指向其内容的指针存储为单独的向量，以便允许随机访问。是否有一个已经存在的 STL 容器类，或者我应该手动存储指针？

我需要的容器实际上是一个恒定大小，所以我认为自己实现它不会太困难，但我想知道是否已经存在一个 STL 容器。我想避免使用向量，因为列表很大并且内容将是中等大小。如果容器中的向量不需要彼此相邻，那么将它们分隔在一个列表中以防止内存不足会更好吗？

【问题讨论】：

所以...你想要的是std::array<std::unique_ptr<T>, length>?
您关注std::vector<T>或std::array<T, n>的哪方面的表现？
好的，你不需要容器是连续的。这不是避免 vector 或 array 的理由！
在哪些方面类似于list？在迭代器中快速插入/删除？元素永远不会重新定位？如果您只需要一个序列，那么标准序列（除了array）是vector、deque 和list。就连续性而言，vector 是连续的，deque 不必是连续的，但它具有随机访问权限，对于中间插入/删除之类的操作，它不需要比原来更快，list 是非连续性并保证非连续性的好处（和缺点）。
@MooingDuck：我不清楚外部容器必须持有一个向量：尽管提问者说它会，但人们勇敢地支持@987654334 @ 用于固定大小的行，所以我想介绍这种情况。但如果它确实持有vector，则同意。在你开始用完总内存之前它不会变得非常大，所以它不会在最大尺寸上产生超过（比如说）2倍的差异。

标签： c++ stl

【解决方案1】：

deque<array<double, 36>> 和 vector<vector<double>> 都将避免需要任何非常大的连续分配。

vector<vector<double>> 在这些方面更糟。对于您指定的数字，它需要1000*1000*sizeof(vector<double>) 的连续分配，这是低 10 秒的 MB（很可能vector 是 3 个指针的大小）。这在“适当的计算机”（台式机或服务器）上很少出现问题。由于碎片原因（小虚拟地址空间或根本没有虚拟地址），您可能还会遇到更根本的问题，即您没有 300MB 左右的 RAM。但是您可以通过避免它来保证安全，因为显然存在可以分配总共 300MB 但不能连续分配 12MB 的环境。

C++03 中没有 std::array，但有 boost::array，或者您可以轻松编写一个类来表示 36 个双精度数。

vector<array<double, 36>> 受碎片影响最严重，它需要连续分配 250 MB。就个人而言，我发现在测试“我们将面临的最糟糕的内存碎片”时模拟并不容易，但我不是最好的测试人员。这个块的大小大约是我在 32 位进程中开始感到有点不安的地方，但在良好的条件下它会正常工作。

【讨论】：

【解决方案2】：

目前尚不清楚您究竟追求std::list<T> 的什么特征。如果您想要一个在添加或删除元素时元素保持原样的容器，您可能需要查看std::deque<T>：在前面或后面添加/删除元素时，所有其他元素都保持在同一位置。也就是说，指向元素的指针和引用保持有效，除非在中间添加或删除元素。迭代器在任何插入或删除时都无效。 std::deque<T> 提供随机访问。

没有容器直接给予随机访问并支持在任何位置添加/删除元素保持原样。但是，正如其他人指出的那样，使用指针容器提供了这样的接口。可能需要包装它以隐藏指针的使用。

【讨论】：

【解决方案3】：

我强烈建议您使用std::array 类。它是固定大小的，它支持对所有元素的随机访问，并具有iterator, const_iterator, reverse_iterator, const_reverse_iterator 的实现。更多信息：http://www.cplusplus.com/reference/stl/array/

【讨论】：

根据我的阅读，整个数组是连续的。对于我的应用程序，我只希望行（或列）是连续的。
@user1346994：仅仅因为它不需要需要是连续的，并不意味着它不能是连续的。连续是非常快。我们推荐它是有原因的。