C++类中的多维动态数组答案

【问题标题】：Multi-dimensional dynamic arrays in classes in C++C++类中的多维动态数组
【发布时间】：2013-04-29 19:06:22
【问题描述】：

我是 C++ 的相对初学者。我正在研究与预测房地产财务相关的模型，但在设置数据结构时遇到了一些问题。

一些背景知识 - 我正在尝试执行的特定任务是为关键数据结构设置类变量 - 一种称为 PropFinance 的结构。这个结构将包含我关于给定属性的所有关键信息（包含它们集合中每个属性的迭代），包括对未来性能的预测。传递给程序的两个主要参数是（适用于所有要评估的属性）（1）迭代次数（Iterations）——我们要生成多少次预测（随机迭代） (2) 预测长度 (NumofPeriods) - 我们要预测多少个周期

PropFinance 类中有 79 个变量，其中包含属性详细信息。一个简单的例子——费用。对于费用以及我的许多类似变量，我需要创建一个双精度的 3D 数组 - 每次迭代一个维度，每个预测期一个维度。所以理想情况下，我会有一个变量用于：

class PropFinance {
    double Expenses[Iterations][NumofPeriods];
}

但是，我在编译时不知道 Iterations 和 NumofPeriods。我确实知道这两个变量在运行时开始时的值（并且它们对于当前程序执行的所有迭代/属性都是恒定的）

我的问题是如何在程序运行时动态更新这些数组的大小？根据我对本网站和其他网站的研究，似乎实现此目的的两种主要方法是

(1) 使用 (2)在类定义中使用指针，然后使用new和delete来管理

但即使有这两个选项，我也不确定它是否适用于第三维度（我看到的所有示例都只需要一个维度来动态调整大小）。有人可以发布一个口头解释或（更好）一个简单的代码示例，说明这将如何在上面的（1）或（2）中工作？任何关于哪个选项更可取的指导将不胜感激（但不想开始“什么更好”的辩论）。当数组的大小将不断变化时，似乎 vector 更合适，这里不是这种情况......

此模型的整体速度至关重要，随着我们扩大迭代次数和属性，事情会迅速变大 - 所以我想尽可能高效地做事。

对不起，我没有发布代码 - 如果人们无法从上面看出我在问什么，我可以尝试将一些东西放在一起。

【问题讨论】：

标签： c++ class vector new-operator dynamic-arrays

【解决方案1】：

惯用的解决方案是避免 C 数组的直接堆分配，并更喜欢像 std::vector 这样的 STL 容器，它以高效、可移植的方式自动处理大小调整、迭代和元素访问。我强烈推荐 Scott Meyers 的 Effective STL，它讨论了每个容器对不同应用程序的适用性 - 插入/删除/检索复杂性保证等。

【讨论】：

谢谢！我想澄清一下，vector 在这里是一个有效的选择——如果我预先声明了这些数组（忽略编译时间信息问题），总体而言，这不会比数千次动态调整数组大小快多少？如果我预测 180 个周期和 25 次迭代（平均大小的运行），那么我将有效地重新调整数组大小 4,500 次。这两种选择之间没有太大的性能差异吗？为我的无知问题道歉 - 我知道在“预先调整大小”的情况下，我仍然需要完成 4,500 个作业，所以可能不会慢很多？
只有您知道周期和迭代次数才能使用 std::vector::reserve(size_t) 预分配向量。此函数将容器的容量设置为所需的数字，因此当您执行 push_back 时可以避免重新分配。

【解决方案2】：

如果您需要超过 2 个维度（3、4、5 等）。我知道的最简单的解决方案是使用 boost 提供的 multi_array。

如果只需要二维数组，请使用向量

std::vector<std::vector<double> >  Expenses;

既然你是初学者，最好从c++提供的高级组件入手，即使你熟悉c++，你也应该坚持那些高级组件。c++的基本元素在你需要开发的时候使用一些基础设施（向量、列表、智能指针、线程等）。

#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
  std::vector<std::vector<double> > expenses[10]; //contains 10 std::vector<double>
  expenses[0].push_back(100);

  std::cout<<expenses[0][0]<<std::endl;

  expenses.push_back(std::vector<double>()); //now expenses has 11 std::vector<double>

  return 0;
}

how to use vector

multi array

【讨论】：

感谢您的快速回复 - 听起来矢量是现在要走的路（除非我超越二维）。我将研究我的解决方案并稍后发布一些代码。澄清一下 - 一旦我声明了向量，我就使用 push_back 来分配它们？

【解决方案3】：

我认为你在处理面向对象编程方面是错误的。

而不是拥有一个大师班PropFinance，其中包含多维数组中的所有内容。你有没有考虑过像Iteration 这样有多个Period 的类，比如

class Iteration  
{
  std::vector<Period> _periods;  
}

class Period
{
public:
  double Expense;
}

然后当您添加更多维度时，您可以创建超类PropFinance

class PropFinance
{
  std::vector<Iteration> _iterations;
}

这使得一切都更易于管理，而不是深度嵌套的数组 [][][][]。根据经验，只要您有多个维度数组，请考虑创建包含另一个维度的子类。

【讨论】：