在c ++中将元素插入二维向量的顺序

Question

我在练习 C++ 向量时，在将元素插入 2D 向量时发现了一个问题。在以下示例中：

#include <iostream>
#include <vector>

void fillVector(std::vector<std::vector<int> > &vec) {
    std::vector<int> list1;
    vec.push_back(list1);
    list1.push_back(1);
    list1.push_back(2);

    std::vector<int> list2;
    list2.push_back(3);
    list2.push_back(4);
    vec.push_back(list2);

    return;
}

int main() {
    std::vector<std::vector<int> > vect;
    fillVector(vect);

    std::cout << "vect size: " << vect.size() << std::endl;

    for(int i = 0; i < vect.size(); i++) {
        std::cout << "vect in size: " << vect.at(i).size() << std::endl;
    }
}

第一个inner-list的大小为0，第二个inner-list的大小为2。list1和list2的唯一区别是list1先插入vec 2D 向量，在元素被插入之前，而元素首先被插入到list2，然后它本身被插入到 2D 向量中。函数返回后，插入list1的元素不打印，大小不变。

我也尝试了第一种方法，而不是指针，

std::vector<int> *list3 = new std::vector<int>();
vec.push_back(*list3);
list3->push_back(5);
list3->push_back(6);

但是，从调用函数读取时 list3 的大小仍然为 0。 我不明白这两种方法之间的区别。为什么插入元素后必须追加列表？

Answer 1

您似乎在期待类似 python 的行为？无论如何，在 C++ 中，引用、指针和值之间的区别非常重要。

你的fillVector 函数有正确的想法，因为它引用了一个二维向量std::vector<std::vector<int> > &vec - 注意&。但是，当您创建 list1 并立即使用 push_back() 时

std::vector<int> list1;
vec.push_back(list1);

您正在推动空向量。 push_back() 将创建此向量的副本，该向量将包含在vect 中（在main 中），并且是与list1 完全分开的向量。

此时如果要访问已经推送的向量，可以使用back()，它返回对向量vec中最后一个元素的引用，也就是最后推送的那个。

vec.back().push_back(1);
vec.back().push_back(2);

list2你在推回之前修改，所以当复制时，它是由已经修改的向量组成的。您对list3 的尝试并没有真正改变太多，您在push_back() 时取消引用指针并且复制都是一样的。您可以将 vect 设为 std::vector<std::vector<int>*>，但我强烈建议您不要这样做，因为您必须手动管理内存 - 使用 new。

注意：虽然在某些时候学习对您很重要，但您应该尽可能避免使用指针，特别是 RAW 指针（请查看 smart pointers）。 std::vector，以及我所知道的所有其他 std 容器，都进行自己的内存管理——他们肯定会比你更有效，而且没有 BUG。

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我建议您只处理最后推送的向量，如下所示：

void fillVector(std::vector<std::vector<int> > &vec) {
    vec.push_back(std::vector<int>());
    vec.back().push_back(1);
    vec.back().push_back(2);

    vec.push_back(std::vector<int>());
    vec.back().push_back(3);
    vec.back().push_back(4);
    return;
}

如您所见，几乎相同的代码重复了两次，因此您可以轻松循环以获得此结果或其他结果。

Answer 2

vector.push_back(var) 复制var 并将其插入向量中。如果您在空列表上使用push_back()，它会将空列表复制到向量中。在此之后更改列表中的值不会影响插入到向量中的副本。这是因为您将实际对象传递给push_back()，而不是指向对象的指针。

在第三个示例中，您朝着正确的方向迈出了一步，但在传递列表之前取消了对列表的引用，因此push_back() 复制了该地址的内容。

解决此问题的一个简单方法是在将列表插入向量之前始终设置值。

如果您希望能够在插入列表后更改值，请使用vect.at(i).push_back(val) 在 i 处向列表添加值。 您还可以使向量包含指向其他向量的指针，而不是向量本身：

void fillVector(std::vector<std::vector<int> *> &vec) {
    std::vector<int> *list1 = new std::vector<int>(); //Remember to allocate memory since we're using pointers now
    list1->push_back(1);
    list1->push_back(2); 
    vec.push_back(list1); // Copy the pointer that is list1 into vec

    std::vector<int> *list2 = new std::vector<int>();
    vec.push_back(list2); // Copy the pointer that is list2 into vec
    list2->push_back(3);
    list2->push_back(4);
    return;
}

int main() {
    std::vector<std::vector<int> *> vect; // Vector of pointers to vectors
    fillVector(vect);

    std::cout << "vect size: " << vect.size() << std::endl;

    for(int i = 0; i < vect.size(); i++) {
        std::cout << "vect in size: " << vect.at(i)->size() << std::endl;
    }
}
std::vector<std::vector<int> *> vec = new; // Vector of pointers

Answer 3

当您将某些内容放入std::vector 时，vector 会存储一个副本。操作原件不会影响副本。如果将指针放入指针的vector 中，vector 仍会存储指针的副本。 vector 中的原始和副本都指向同一个内存，因此您可以操作引用的数据并查看引用数据的变化。

所以...

std::vector<int> list1;
vec.push_back(list1);
list1.push_back(1);
list1.push_back(2);

将空list1 的副本放入vec。然后将 1 和 2 的副本放入原始的list1。 vec 中的list1 副本不受影响。

写成

std::vector<int> list1;
vec.push_back(list1);
vec.back().push_back(1);
vec.back().push_back(2);

将纠正这一点。和稍微干净一点的版本一样

vec.push_back(std::vector<int>());
vec.back().push_back(1);
vec.back().push_back(2);

因为它没有浪费list1 到处乱逛，弄乱了范围。

和

vec.push_back(std::vector<int>{1,2});

如果您的编译器支持 C++11 或更高版本，将会进一步简化。

另一方面...

std::vector<int> list2;
list2.push_back(3);
list2.push_back(4);
vec.push_back(list2);

将 3 和 4 的副本放入 list2，然后放入 list2 的副本，以及 3 和 4 的副本。

同上，

std::vector<int> list2{3,4};
vec.push_back(list2);

可以减少工作量。

很遗憾，您对list3 的实验失败了，因为list3 是一个指针，vec 不包含指针，所以list3 被取消引用，而引用的vector 被复制。没有存储指向数据list3 引用的指针，并且vec 包含一个空向量，原因同上。

std::vector<int> *list3 = new std::vector<int>();
vec.push_back(*list3);
list3->push_back(5);
list3->push_back(6);

关于在vectors 中存储指针的几点说明

1. vector 仅存储指针的副本。指向的数据必须以这样的方式限定范围，即在 vector 完成之前它不会被破坏。一种解决方案是动态分配存储空间。
2. （这通常适用于动态分配的指针）如果您动态分配，迟早有人必须清理混乱和delete 这些指针。查看storing smart pointers 而不是原始指针，根本不存储指针。
3. 熟悉the Rule of Three。 vector 会照顾自己，但如果您有两个 vector 副本，并且您只从其中一个中删除和删除一个指针，那么您将需要进行一些调试。