具有给定内存的c ++向量构造答案

【问题标题】：c++ vector construct with given memory具有给定内存的c ++向量构造
【发布时间】：2011-06-18 08:20:15
【问题描述】：

我想使用 std::vector 来控制给定的内存。首先，我很确定这不是一个好习惯，但好奇心胜过我，无论如何我都想知道如何做到这一点。

我遇到的问题是这样的方法：

vector<float> getRow(unsigned long rowIndex)
{
    float* row = _m->getRow(rowIndex); // row is now a piece of memory (of a known size) that I control
    vector<float> returnValue(row, row+_m->cols()); // construct a new vec from this data
    delete [] row; // delete the original memory 
    return returnValue; // return the new vector 
}

_m 是一个 DLL 接口类，它返回一个浮点数组，调用者负责删除该数组。所以我想把它包装在一个向量中并将其返回给用户......但是这个实现为向量分配新内存，复制它，然后删除返回的内存，然后返回向量。

我想做的是直接告诉新向量它可以完全控制这块内存，所以当它被删除时，内存就会被清理掉。

更新：最初的动机（从 DLL 返回的内存）已被许多响应者相当坚决地压制 :) 但是，无论如何，我很想知道这个问题的答案...有没有办法使用给定的预分配内存 T* 数组块和该内存的大小来构造 std::vector？

【问题讨论】：

如果内存是用new[] 或malloc 分配的，当您调用delete row 时，发布的代码会导致未定义的行为
@Jamie Cook：好的，那么您的 DLL 接口是否具有分配和释放内存的功能？ DLL 接口应该具有用于内存管理的对称函数，因为您不能保证从getRow() 返回的数组甚至可以被delete[] 删除。您应该将getRow() 重命名为copyRow() 之类的名称，并创建一个名为deleteRow() 之类的函数，然后提供createRowArray() 之类的名称，以便vector 可以增加其容量。
不要不让您的 DLL 分配您负责解除分配的内存，这可能会导致难以追踪的内存损坏错误。请参阅blogs.msdn.com/b/oldnewthing/archive/2006/09/15/755966.aspx 以获得更详细的解释（简短回答：不同的 DLL/模块可以加载不同版本的 C/C++ 运行时）。
@Jamie Cook：下面是我所说的一个例子：GetWindowTextLength() 和GetWindowText() 是在 Windows API 中检索窗口标题的两个函数。应用程序调用GetWindowTextLength() 分配一个足够大的缓冲区，然后传递缓冲区指针GetWindowText() 允许函数用文本填充它。你应该这样设计你的 DLL 接口。那么根据这两个函数创建一个方便函数就变得很容易了。
@ChrisLutz：_m 仅在全局范围内保留。不是“所有以下划线开头的名称”都是保留的。我怀疑这个 _m 是一个数据成员。（如果它不是数据成员，那么如果它在命名空间中，它仍然可能不会被保留。）

标签： c++ memory-management vector

【解决方案1】：

显而易见的答案是使用自定义分配器，但是您可能会发现这确实是您需要的重量级解决方案。如果你想这样做，最简单的方法是获取由实现定义的分配器（作为 vector 的默认 scond 模板参数），复制它并使其按需要工作。

另一种解决方案可能是定义向量的模板特化，根据实际需要定义尽可能多的接口并实现内存自定义。

最后，如何使用符合 STL 接口定义自己的容器，定义随机访问迭代器等。这可能很容易，因为底层数组将很好地映射到 vector，并且指向它的指针将映射到迭代器。

评论 UPDATE：“有没有办法使用给定的预分配内存 T* 数组块和该内存的大小来构造 std::vector？”

当然，这里的简单答案是“不”。如果您希望结果是一个向量，那么它必须支持按需增长，例如通过 reserve() 方法，而这对于给定的固定分配是不可能的。所以真正的问题是：你到底想达到什么目标？像vector这样可以使用的东西，或者在某种意义上确实必须成为矢量的东西，如果是，那是什么意思？

【讨论】：

【解决方案2】：

Vector 的默认分配器不提供对其内部的这种类型的访问。您可以使用自己的分配器（向量的第二个模板参数）来执行此操作，但这会改变向量的类型。

如果你可以直接写入向量会容易得多：

vector<float> getRow(unsigned long rowIndex) {
  vector<float> row (_m->cols());
  _m->getRow(rowIndex, &row[0]);  // writes _m->cols() values into &row[0]
  return row;
}

注意 &row[0] 是一个浮点数*，它保证向量连续存储项目。

【讨论】：

理想情况下我想在不改变类型的情况下这样做。重点是为 getRow() 的调用者提供一个标准向量（但没有额外的内存分配）
+1 如果 OP 可以访问 DLL 源，那么这是最好的方法。
在这种情况下，我可以更改 DLL 源（并且很可能会这样做）但是我真的很想知道是否可以在不更改的情况下进行。
@Jamie Cook：我强烈建议您更改 DLL 接口，使其像这样工作。这就是通常设计 DLL 接口来处理这种情况的方式；看看我的 cmets 你的问题。
@Insilico，DLL 接口已更改.... 仍然想知道原始问题的答案。即使我从不使用它，我仍然想知道它是否可以做到。

【解决方案3】：

这里最重要的是要知道不同的 DLL/模块有不同的堆。这意味着从 DLL 分配的任何内存都需要从该 DLL 中删除（这不仅仅是编译器版本或delete vs delete[] 或其他问题）。不要跨 DLL 边界传递内存管理责任。这包括在 dll 中创建 std::vector 并返回它。但它还包括将std::vector 传递给DLL 以由DLL 填充；这样的操作是不安全的，因为您不确定std::vector 在填充值时不会尝试调整大小。

有两种选择：

为std::vector 类定义您自己的allocator，该类使用保证驻留在创建向量的DLL/模块中的分配函数。这可以通过动态绑定轻松完成（也就是说，让allocator 类调用一些虚函数）。由于动态绑定会在函数调用的 vtable 中查找，因此可以保证它会落在最初创建它的 DLL/模块的代码中。
不要将矢量对象传入或传出 DLL。例如，您可以使用函数 getRowBegin() 和 getRowEnd() 在行数组中返回迭代器（即指针）（如果它是连续的），并让用户 std::copy 进入它自己的本地 std::vector目的。你也可以反过来做，将迭代器 begin() 和 end() 传递给像 fillRowInto(begin, end) 这样的函数。

这个问题是很现实的，虽然很多人在不知不觉中忽略了它。不要低估它。我个人遇到过与此问题相关的无声错误，而且它并不漂亮！我花了几个月的时间才解决它。

我已经检查了源代码，boost::shared_ptr 和boost::shared_array 使用动态绑定（上面的第一个选项）来处理这个问题。但是，不能保证它们是二进制兼容的。不过，这可能是一个更好的选择（通常二进制兼容性比跨模块的内存管理问题要小得多）。

【讨论】：

“不同的 DLL/Module 有不同的堆”——只有在你改变默认的构建设置（或者使用多个编译器构建，这更加复杂）时才会出现这种情况。使用默认设置 (/MD) 只有一个堆。

【解决方案4】：

您最好的选择可能是std::vector<shared_ptr<MatrixCelType>>。

this thread 中有更多详细信息。

【讨论】：

上帝不......请不要到处乱扔shared_ptr：/

【解决方案5】：

如果您尝试更改向量分配/重新分配/解除分配内存的位置/方式，那么您正在寻找向量类的分配器模板参数。

如果您只是想避免构造、复制构造、赋值和销毁的开销，则允许用户实例化向量，然后通过引用将其传递给您的函数。然后用户负责构建和销毁。

听起来您正在寻找的是一种智能指针。一种在它被破坏时删除它所指向的东西。在这种情况下，请查看 Boost 库或自行开发。

【讨论】：

【解决方案6】：

Boost.SmartPtr 库包含大量有趣的类，其中一些专门用于处理数组。

例如，看scoped_array：

int main(int argc, char* argv[])
{
  boost::scoped_array<float> array(_m->getRow(atoi(argv[1])));
  return 0;
}

当然，问题是scoped_array 不能被复制，所以如果你真的想要std::vector<float>，@Fred Nurk's 可能是你能得到的最好的。

在理想情况下，您需要与 unique_ptr 等效的数组形式，但我认为它不是标准的一部分。

【讨论】：