c ++：如何从函数接收可变长度输出数组

Question

我正在用 C++ 编写一个包装器，它调用另一个 C++ 函数。但是该函数的输出是一个可变长度数组。不幸的是，数组大小需要是编译时常量。

目前我所拥有的：

double output[5];
mycustomfunction(input1,input2,input3,output);
for(unsigned i=0;i<(sizeof(output)/sizeof(double));i++)
   cout << ',' << output[i];

但在我运行该函数之前，我不知道输出的大小。我需要将输出声明设为动态。

注意：我无法调整 mycustomfunction，因为它是由 Matlab 编码器生成的机器代码。所以它必须是一个数组。

编辑： 我在这个例子中给出了 [5] 的一个测试用例，我知道输出是 5，但通常在我运行之前我不会知道。

Answer 1

纯 C++ 解决方案：使用 std::vector

在 C++ 中，对于 动态 数组，您应该使用 std::vector。它的大小可以动态改变（例如使用std::vector::resize()，或者使用std::vector::push_back()添加元素等），并且std::vector知道自己的大小（例如调用std::vector::size()）。

std::vector<double> DoSomething(...);

（请注意，由于 C++11 的移动语义，即使返回一个非常大的向量也是高效的。）

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C-isms 的解决方案

如果您不能使用 STL 类，另一种方法是使用原始 C 指针，并指定一个大小参数（因为原始 C 指针不知道指向的数组的大小）。

// The caller passes a pointer to the allocated output array, with specified size.
// The function fills the array with the result.
void DoSomething(/* some inputs ...*/, double* output, int outputSize);

还有一种选择是在函数内部分配数组，并将其作为返回值返回：

double* DoSomething( ..., int* resultSize);

或者在参数列表中使用双指针：

// Output array allocated by the function.
// The caller must free it.
void DoSomething( ..., double** output, int * resultSize);

无论如何，std::vector 解决方案是最好的“纯 C++”解决方案。其他的都是“C-isms”。

Answer 2

正如其他人所说，创建可变长度数组的 C++ 方法是使用std::vector。 If you know the size of the array you need before you call mycustomfunction, you can even pass a std::vector as an array:

std::vector<double> arry;
arry.resize(5);
...
mycustomfunction(input1, input2, input3, &arry[0]);

但是，如果 mycustomfunction 期望 realloc 传递给它的指针，这将死。或者，更糟糕的是，它不会死，而是cause you heartache some other way。

否则，我们将需要有关 mycustomfunction 如何创建可变长度数组以及它如何向您报告大小的更多详细信息。

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有 C 风格的方法来处理这个问题，但它们通常依赖于假设 mycustomfunction 将在内部 malloc 内存，而您将 free 它 (or that you will call some custom function to release the memory)。即使这样，mycustomfunction 也需要报告它创建的元素数量，或者为您提供一些其他方法来找出它将创建多少元素。一般来说，您有三种常见的方法：

mycustomfunction 为你分配内存，并告诉你分配了多少

size_t num_elements;
double* arry = mycustomfunction(input1, input2, input3, &num_elements);

for (size_t i = 0; i < num_elements; ++i) {
    ...
}
free(arry);

我不建议这样做，因为很容易忘记在某些代码路径中调用 free。

mycustomfunction 为你分配内存，你必须找到一个特殊的标记（例如，not-a-number）才能知道它分配了多少

double* arry = mycustomfunction(input1, input2, input3);

for (size_t i = 0; ; ++i) {
    double d = arry[i];
    if (d != d) { // only true for not-a-number
        break;
    }
    ...
}
free(arry);

这和arry一样容易泄露的问题。您还需要为您的哨兵找到一个好的价值。非数字（或 0，或 std::numeric_limits<double>::max() 等）很可能是有效的输出。

您在调用mycustomfunction 之前分配了内存，并且有办法知道您需要多少内存，或者告诉mycustomfunction 不要使用比您分配的内存更多的内存

这是我推荐的方法。它允许你使用std::vector<double>:

std::vector<double> arry;
arry.resize(how_many_will_i_need(input1, input2, input3));
mycustomfunction(input1, input2, input3, &arry[0]);
...

或者：

std::vector<double> arry;
arry.resize(HOW_MANY_I_WANT);
mycustomfunction(input1, input2, input3, &arry[0], HOW_MANY_I_WANT);
...

Answer 3

在 C++ 中，std::vector (link) 可以用作具有连续内存块的容器，用于根据您的需要动态调整数据大小。您可以使用模板检索数组大小并将值分配给vector：

template<typename T, size_t N>
void copy_from_array(vector<T> &target_vector, const T (&source_array)[N]) {
    target_vector.assign(source_array, source_array+N);
}

用法：

std::vector<double> vd;
double output[5];
//... initialize output
copy_from_array( vd, output);