在向量中移动项目的最有效方法是什么？

Question

我见过一些特殊情况，可以使用 std::rotate 或与其中一种搜索算法结合使用，但通常情况下：当一个人有一个包含 N 个项目的向量并想要编写如下函数时：

void move( int from, int count, int to, std::vector<int>& numbers );

我一直在考虑创建一个新矢量 + std::copy 或插入/擦除的组合，但我不能说我最终得到了一些漂亮而优雅的解决方案。

Answer 1

在得出任何结论之前，先进行分析总是很重要的。 vector 的数据内存的连续性可能会提供基于节点的容器所没有的显着缓存优势。所以，也许你可以试试直接方法：

void move_range(size_t start, size_t length, size_t dst, std::vector<T> & v)
{
  const size_t final_dst = dst > start ? dst - length : dst;

  std::vector<T> tmp(v.begin() + start, v.begin() + start + length);
  v.erase(v.begin() + start, v.begin() + start + length);
  v.insert(v.begin() + final_dst, tmp.begin(), tmp.end());
}

在 C++11 中，您可以将第一行和第三行中的迭代器包装到 std::make_move_iterator。

（要求dst不在[start, start + length)内，否则问题不明确。）

Answer 2

根据向量的大小和所涉及的范围，这可能比执行复制/擦除/插入更便宜。

template <typename T>
void move_range(size_t start, size_t length, size_t dst, std::vector<T> & v)
{
    typename std::vector<T>::iterator first, middle, last;
    if (start < dst)
    {
        first  = v.begin() + start;
        middle = first + length;
        last   = v.begin() + dst;
    }
    else
    {
        first  = v.begin() + dst;
        middle = v.begin() + start;
        last   = middle + length;
    }
    std::rotate(first, middle, last);
}

（假设范围有效且不重叠。）

Answer 3

Pre-C++11（尽管以下内容仍然有效）您可以获得更有效的“移动”，用于专门化/重载 std::swap 的包含类型。要利用这一点，您需要执行类似的操作

std::vector<Foo> new_vec;
Foo tmp;

for (/* each Foo&f in old_vec, first section */) {
    swap (f, tmp);
    new_vec .push_back (tmp);
}

for (/* each Foo&f in old_vec, second section */) {
    swap (f, tmp);
    new_vec .push_back (tmp);
}

for (/* each Foo&f in old_vec, third section */) {
    swap (f, tmp);
    new_vec .push_back (tmp);
}

swap (new_vec, old_vec);

如果 Foo 有一个移动操作符但没有专门化 swap，上述方法也可以为 C++11 提供良好的结果。

如果Foo 没有移动语义或其他优化的swap，链接列表或some clever sequence type 可能会更好地工作

还要注意，如果上面是在一个函数中

std::vector<Foo> move (std::vector<Foo> old_vec, ...)`

那么您可能能够执行整个操作without copying anything, even in C++98，但要使其工作，您需要通过引用 pass by value 和 not，这与传统的首选传递方式背道而驰-参考智慧。