跟踪向量元素地址

Question

我想知道是否有办法跟踪向量中元素的地址。

我喜欢使用像std::vector<MyObject> vec 这样的实体元素向量，因为：

• std::vector 为我完成所有分配/解除分配的工作
• 它还确保我的元素存储在连续的内存中
• 我可以从所有使用向量的代码中获益（例如<algorithm>）

这正是我想要的。当我想将向量元素的地址/引用存储在其他对象中时，就会出现问题。事实上，当 std::vector 需要重新分配内存时，问题就真的出现了。

我试图找到解决问题的方法：

• 使用指针向量/智能指针：不，指针将连续分配，但不是元素

• 使用指针向量/智能指针并为 MyObject 编写我自己的运算符 new/new[]： 嗯，这似乎更好，但没有。通过使用向量来分配我的元素，我可以说：“必须连续分配那些特定的元素集（我在这里不是指std::set），而不是全部”。事实上，由于我想要使用它们的方式，我可能希望拥有其他应该连续分配的元素集，并且使用向量来做到这一点正是（我认为）我需要的。这也意味着我正在做我希望向量做的工作。

• 为什么不使用boost multi-index？ ： 在某些方面会做我想做的事，因为我想将我的矢量元素的指针/智能指针存储在其他容器中。但是没有，因为我真的想将我的矢量元素的引用/指针/智能指针存储在其他对象中，而不仅仅是其他容器。

我想要的是一个向量，它可以给我一个指针对象，它总是指向所需元素的地址，我会这样使用它：

std::vector<MyObject> vec;
// insert some elements
...
// get a pointer object by index or by using an iterator
// does something like that exist?
std::vector<MyObject>::pointer ptr = vec.get_pointer_at(5); 

// do what I want on the vector except removing the element
...

// use my pointer whatever reallocations occurred or not
ptr->doSomething();

这听起来像是一个永远不会失效的迭代器，除非我不需要/不想对其执行算术运算（+x、-x、++、--）。

那么，有人可以引导我实现我想要的目标或解释我为什么/在哪里想这样做是错误的吗？如果我错过了一个众所周知的解决方案/或者如果这个问题已经得到解答，请接受我对我缺乏 STL 知识的歉意。

编辑：

我认为，如果我必须编写这种指针，这意味着我想要一些无用的东西，或者我在某个地方错了（除非有人应该已经为此编写了模板）。所以我更希望找到一个经过验证的 C++ 习语来解决这个问题。

Answer 1

虽然std::vector 没有给你这样的指针，但你没有理由不能自己做一个。它所需要的只是一个保持对std::vector 对象和索引的引用的类，以及overloads 前缀operator * 和中缀operator ->（您需要四个重载-const 和非const每个运算符）。

你可以这样使用这个指针：

std::vector<int> vect = {2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16};
vect_ptr<int> ptr(vect, 5); // <<== You need to implement this
*ptr = 123;
cout << *ptr << endl;

这些重载的实现会抓取std::vector的begin()迭代器，并返回调用vect.at(index)的结果。这看起来像是来自外部的指针，但它指向的对象会随着 std::vector 的内容大小的调整而改变。

Answer 2

据我所知，标准库和 Boost 中没有任何内容可以解决您的问题。一种解决方案是实现您自己的元素指针：

template<typename T>
class vector_element
{
public:
    vector_element( std::vector<T>& v, std::size_t i )
      : m_container( v ), m_element_index(i)
    { }

    T& operator*() { return m_container[m_element_index]; }
    T* operator->() { return &m_container[m_element_index]; }
private:
    std::vector<T>& m_container;

    std::size_t m_element_index;
};